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MORGAN CONSTRUCTION COMPANY, résidant à WORCESTER (E.U.A.).
MANIPULATION DE BILLETTES ET DE PIECES ANALOGUES.
La présente invention concerne un appareil servant à manipuler des billettes ou des pièces analogues et plus particulièrement un mécanisme servant à retourner ou à rejeter, au choix, de grandes barres de métal, 'des billettes et des plaques.
Dans la fabrication, de métaux il est souvent nécessaire de re- tourner ou de rejeter des pièces individuelles d'une série de barres ou de billettes qui sont déplacées successivement à travers les machines. Dans le laminage de l'acier, par exemple, la billette quitte les chariots de manoeuvre pour passer sur un mécanisme transporteur sur son chemin- vers le four de chauffage. A ce moment il peut être nécessaire de rejeter une bil- lette individuelle, parce qu'elle est cintrée ou déformée de telle manière qu'elle ne passerait pas dans le four comme on le désire.
Il peut parfois être désirable de retourner une billette de manière qu'elle repose sur un autre côté; ceci serait le cas si les extrémités de la billette avaient été tournées vers le bas à un moment précédent, de sorte que cette billette ne glisserait pas facilement dans le four, tandis qu'elle glisserait d'une ma- nière satisfaisante si on la retournait complètement. De telles opérations de rejet et de retournement peuvent être désirables entre le four et la pre- mière cage du laminoir si l'opération de chauffage dans le four a déformé ou cintré une billette, et aussi pour enlever les battitures qui se sont ac- cumulées sur la surface supérieure. Autrefois, .de telles opérations étaient effectuées à bras, car on n'avait pas encore'construit de dispositif permet- tant de les effectuer par des moyens mécaniques.
La présente invention per- met d'effectuer ces opérations d'une manière nouvelle et utile.
Un objet principal de la présente invention consiste donc à créer un appareil servant à rejeter et à retourner de lourds objets en métal de forme oblongue.
Un autre objet de l'invention consiste à créer un mécanisme pour manipuler à distance des barres, billettes, plaques, etc... dans un laminoir.
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Un autre objet de la présente invention consiste à créer un dis- positif destiné à être utilisé conjointement avec un transporteur pour mani- puler,retourner ou rejeter positivement des pièces en métal de forme oblcn- gue se mouvant longitudinalement le long de ce dispositif.
Bien que les nouvelles particularités que l'on croît être caracté- ristiques pour la présente invention soient spécifiées en détail dans les revendications qui font suite à la présente description, on comprendra mieux l'invention elle-même,quant à ses objets et avantages, à son mode de fonc- tionnement et à la manière de l'organiser, en se reportant à la descrip- tion suivantedans laquelle on se référera aux dessins ci-joints, qui en font partie intégrante et dans lesquels :
La fig. lest un plan d'un appareil construit suivant la présente invention.
La fig. 2 est une coupe verticale de l'appareil qui fait l'objet de l'invention, par la ligne 2-2 de la fige 1.
La fig. 3 est une coupe verticale d'une partie de cet appareil par la ligne 3-3 de la fig. 1, certaines parties étant brisées pour plus de clarté.
La fig. 4 est une coupe verticale d'une partie de l'appareil, par la ligne 4-4 de la fig. 1.
La fig. 5 est une vue en perspective de certains éléments im- portants de l'appareil en question, et
Les figs. 6 à 19 sont des vues quelque peu schématiques d'élé- ments importants de l'invention et de leur mode de fonctionnement.
Les mêmes numéros de référence désignent des pièces semblables dans différentes figures des dessins.
On considérera d'abord la fig. 1, dans laquelle les aspects géné- raux de l'invention sont le mieux représentés; le mécanisme de manipulation des billettes, désigné dans son ensemble par le numéro de référence 10, est représenté tel qu'il est utilisé avec un appareil 11 à faire glisser les billettes et un transporteur à rouleaux 12. L'appareil 11 à faire glisser les billettes est du type représenté et décrit dans la demande de brevet américain de Myles Morgan déposée le 31 mars 1949 sous le n 34.599; il est constitué par une série de barres poussantes supérieures 13 et de barres poussantes inférieures 14 disposées côte à côte et actionnées par un moteur 15 au moyen de dispositifs excentriques non représentés.
Le transporteur à rouleaux 12 est d'un type bien connu comprenant des rouleaux 16 montés à rotation sur des axes horizontaux et entraînés par des boites d'engrenages 17; le transporteur est monté près de l'extrémité extérieure des barres pous- santes inférieures 14 sur l'appareil à faire glisser les billettes dans une position telle qu'il regoive les billettes déchargées latéralement de l'ap- pareil à faire glisser les billettes et qu'il transporte celles-ci longitu- dinalement vers le four de chauffage non représenté. Le mécanisme 10 de 1' invention est composé d'une série de bras de levage 18 et de bras d'applica- tion ou de came 19 montés suf un arbre 20. Des ridelles de rejet 21 sont disposées sur le côté du mécanisme 10 du côté opposé au transporteur 12.
Le rapport entre l'appareil 11 à faire glisser les billettes, le transporteur à rouleaux 12, le mécanisme 10 et les ridelles de rejet 21 est particulièrement bien représenté dans la fige 2. La forme particulière du bras de levage 18 et du bras de came 19 est représentée clairement dans cette figure. On voit aussi dans cette figure un bras oscillant 22 qui fait par- tie de l'invention. Un arbre horizontal 23 est monté à rotation dans le mécanisme et un bras de manivelle 24 est claveté sur cet arbre pour partici- per au même mouvement. Une biellette 25 relie l'extrémité extérieure du bras de manivelle 24 au bras de came 19 pour actionner celui-ci.
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La fig. 3 montre la manière d'actionner l'arbre 23 pour le der- nier mouvement du bras de came 19. L'arbre 23 est monté à rotation dans des paliers 27 et un bras de manivelle 26 est claveté à une de ses extré- mités. L'extrémité extérieure du bras de manivelle 26 est articulée sur une bielle 28 qui s'étend généralement horizontalement et en arrière vers la tige de piston 29 d'un cylindre moteur 30 fixé rigidement au massif de fondation. Ce cylindre peut être du type pneumatique ou hydraulique.
La bielle 28 est fixée au bras de manivelle 26 et à la tige de piston 29 au moyen d'attaches appropriées.
La fig. 4 représente l'appareil utilisé pour actionner l'arbre
20 sur lequel le bras de levage 18 est claveté. L'arbre 20 est convena- blement monté dans des paliers disposés dans des butées de support montées sur le massif de fondation. Un bras de manivelle 32 est claveté à une ex- trémité sur l'arbre 20 et articulé à l'autre extrémité sur une extrémité d'une bielle 33. A son autre extrémité la bielle est reliée à la tige de piston 34 d'un cylindre moteur 35, qui est semblable au cylindre 30 quant à son type et à son fonctionnement. Dans ce cas également le cylindre est monté sur le massif de fondation de la machine et la bielle 33 est convenablement fixée au moyen d'attaches au bras de manivelle et à la tige de piston.
La fig. 4 est, à une plus grande échelle, une vue en perspective d'un dispositif construit suivant l'invention et elle facilite la compréhen- sion de son fonctionnement. On conçoit, bien que cette vue ne contienne qu'un bras de levage 18, un bras de came 19 et un bras oscillant 22, qu'il y a, dans le mécanisme, une série de ces éléments ayant tous des formes semblables et fonctionnant de la même manière.
Le bras de came 19,qui est le mieux représenté dans la fig. 6, est une pièce plate de forme irrégulière montée à rotation sur l'arbre 20 Généralement parlant, ce bras est oblong et l'arbre 20 le traverse dans une position un peu éloignée de son centre. Il a un bord courbe 36 qui est généralement concentrique par rapport à un point qui se trouve dans le des- sin un peu au-dessus de l'arbre 20 Le bord courbe 36 se termine par une partie plate 51 qui, de son côté, est suivie par une partie en gradin 37 formant un bord rectiligne qui est généralement radial et qui s'étend sur une longueur relativement courte vers l'intérieur de la partie plate 51.
L'extrémité intérieure de la partie en forme de gradin 37 se termine par une partie marginale rectiligne 38 de longueur considérable, qui fait un angle' obtus avec la partie 37 en forme de gradin. A son autre extrémité cette partie marginale rectiligne se termine par une autre partie margina- le rectiligne 39 une partie courbe formant transition entre les deux. La partie 39 est inclinée sur une ligne passant de son extrémité extérieure à l'axe de l'arbre 20; généralement parlant, une telle ligne passerait par l'extrémité extérieure de la partie 39,tandis que la partie 39, si elle était prolongée, serait à peu près tangente à l'arbre 20. Cela signifie que la partie 39 fait un angle obtus avec la partie en forme de gradin 37.
Le bras de came 19 est arrondi au-delà de l'extrémité extérieure de la par- tie 39 pour former une partie 40 en forme de doigt. Sur le côté opposé au doigt 40 la partie 39 présente une protubérance 41 sur laquelle la bil- lette 25 est.articulée. Le reste du contour de l'arbre de came a une forme telle que-cet arbre ne gêne pas les autres parties du mécanisme; cette par- tie du bras ne participe pas au rôle joué par le bras et sa forme normale est sans importance.
La forme du bras de levage 18 est probablement le mieux repré- sentée dans la fig. 7. D'une J'acon générale, ce bras est en forme d'L et claveté, à l'extrémité extérieure de la branche courte, sur l'arbre 20, de manière à tourner avec celui-ci. Il porte une partie supérieure rectiligne 42 qui constitue presque toute la longueur de la grande branche, et qui est généralement parallèle et formée par une ligne tangente à la surface extérieure de l'arbre 20. A son extrémité intérieure elle se relie à une surface 43 en forme de gradin qui est généralement perpendiculaire à la par-
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tie rectiligne 42 près de son intersection avec cette partie, mais qui se recourbe et s'écarte de la partie 42 à l'extrémité qui en est éloignée.
Sur celui de ses côtés qui est éloigné de la partie rectiligne 42 le bras de levage est aussi pourvu d'une partie rectiligne 44, qui est légèrement inclinée sur la partie 42 et qui se rapproche de cette partie à celle des extrémités qui est éloignée de la liaison avec l'arbre 20. La partie inté- rieure de la partie rectiligne 44 se termine par une partie courbe 45,qui est approximativement concentrique à l'intersection de la partie rectiligne 42 avec la partie en forme de gradin 43.
Dans la fig. 5 le bras oscillant 22 est représenté monté sur des butées de support 46 qui s'étendent vers le haut et vers l'arrière à partir de la ridelle de rejet 21. Le bras 22 est généralement en forme d'L et sa longue branche 47 est généralement horizontale, tandis que sa courte bran- che 48 est dirigée vers le bas à partir de cette branche 47. Le bras est articulé sur les butées 46 de manière à pouvoir tourner autour d'un axe ho- rizontal. Ce mouvement oscillant est limité par des parties des butées 46, parties qui viennent en contact avec les extrémités des branches du bras.
L'équilibre est tel que le bras repose normalement dans une position telle que l'extrémité extérieure de sa longue branche 47 vienne rencontrer les butées,le bord supérieur du bras étant alors approximativement horizontal- Dans l'autre position extrême le bord supérieur est incliné vers le bas vers la ridelle de rejet 21. La partie centrale de la branche 48 du bras, branche qui est dirigée vers le bas, porte une cheville horizontale 49.
Comme le montre le dessin, la position des pièces est telle que le doigt 40 du bras de came 19 puisse venir rencontrer la cheville 49 du bras oscil- lant lorsque le bras 19 tourne autour de l'arbre 20.
Le fonctionnement du mécanisme est le suivant. On peut faire tomber un paquet de billettes des barres de poussée supérieures 13 de 1' appareil 11 à faire glisser les billettes. L'appareil dégage les billettes et les présente au transporteur à rouleaux 12 par un mouvement latéral pour qu'elles se meuvent longitudinalement le long de ce transporteur. Les bil- lettes peuvent naturellement arriver sur le transporteur au sortir d'un four si le mécanisme en question est monté entre le four et la première cage de laminoir au lieu d'être monté entre l'appareil à faire glisser les billet- tes et le four.
Lorsqu'une billette se trouve sur le transporteur 12 et lorsqu'elle s'étend dans le même sens que le mécanisme 10 de l'invention, l'opérateur peut, en faisant agir une pression dans les cylindres 30 et 35 ou en la faisant cesser, et en actionnant les bras 18 et 19, soit donner à la billette une position telle qu'elle repose sur un côté désiré, soit rejeter la billette sur la ridelle 21. Il peut aussi faire vibrer la bil- lette pour en enlever les battitures et les impuretés analogues, et il peut aussi retourner la billette de manière à pouvoir l'examiner en vue de dé- couvrir les défauts graves s'il y a lieu.
Quant à la manière dont il faut manoeuvrer l'appareil pour obtenir ces résultats, on la comprendra le mieux en lisant la description qui va suivre du fonctionnement de l'appareil pour des dimensions et des formes particulières de matière métallique de forme oblongue.
Les figs. 8 à 11 montrent le fonctionnement du mécanisme lorsqu' il s'agit de rejeter un bloom ou un lopin. Dans la fig. 8 un lopin 50 est représenté reposant sur le transporteur à rouleaux 12 au moment où il est reçu venant de l'appareil à faire glisser les billettes ou d'un four. A ce moment le bras de levage 18 se trouve dans sa position la plus basse sen- siblement au-dessous de la surface du transporteur à rouleaux, tandis que le bras de came 19 occupe une position dans laquelle il est dirigé vers le haut,sa partie 39 se trouvant dans un plan généralement vertical.
En com- mandant le fluide moteur dans les cylindres, l'opérateur fait mouvoir le bras de levage 18 de bas en haut jusqu'à ce que ce bras vienne rencontrer la face inférieure du lopin 50. Le bras de levage continue à se mouvoir vers le haut et dans une certaine position angulaire le lopin 60 glisse
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de haut en bas vers l'arbre 20 le long de la partie 42 du bras sur lequel il repose. Le lopin glisse de haut en bas jusqu'à ce qu'il vienne rencontrer la surface 43 en forme de gradin et reposer sur cette surface. Le bras de came 19 est amené à une position dans laquelle la partie 39 est légèrement inclinée de manière à s'écarter de la verticale et du bras de levage qui s'approche.
Le mouvement de bas en haut du bras de levage continue jusqu' à ce que le lopin 50 rencontre la partie 39 du bras de came. La position de l'appareil est alors celle qui est représentée dans la fig. 9. L'opéra- teur agit alors de manière que le bras de came s'écarte du bras de levage, celui-ci étant resté dans la position dans laquelle il se trouvait lorsque le lopin est venu rencontrer le bras de came. Lorsque le bras de came s'écar- te du bras de levage, le lopin occupe une position dans laquelle un des ses coins repose sur la partie extérieure de la partie 39 du bras de came, le bord inférieur reposant sur la partie en forme de gradin 43 du bras de le- vage. Le bras de came continuant à s'écarter du bras de levage, le bord inférieur du lopin glisse le long de la surface 43 en forme de gradin et tombe de haut en bas sur le bras dé came.
La position de l'appareil est alors cellqui est représentée dans la fig. 10. Le bras de came continue à se mouvoir de haut en bas en entraînant le lopin. Le cas échéant, pen- dant cette course de haut en bas, la partie 40 en.forme de doigt du bras de came vient rencontrer la cheville 49 portée par la branche 48 du bras oscillant 22, branche qui est dirigée vers le bas. Dans cette partie du cycle de mouvement, la partie 39 du bras de came est horizontale et au mê- me niveau que la surface supérieure du bras oscillant.
La continuation du mouvement du bras de came fait passer la partie 39 au-dessous du niveau du bras oscillant et le lopin 50 repose par conséquent sur ce bras oscillant- La continuation du mouvement du bras de came vers le bas a pour effet de faire basculer le bras oscillant autour de son pivot, de sorte que sa sur- face supérieure est inclinée vers le bas, vers les ridelles de rejet. Cette position est représentée dans la fig. 11. Le cas échéant, le mouvement du bras de came venant agir sur la cheville 49 fait basculer le bras oscil- lant pour l'amener à une position dans laquelle le lopin glisse et s'échap- pe pour venir reposer sur la ridelle de rejet.
Les fige. 8, 9 et 12 jusqu'à 17 représentent le fonctionnement de l'appareil pour retourner un lopin. Au début, le lopin 50 repose sur le transporteur à rouleaux 12 exactement de la même manière que celle qui est représentée dans la fig. 8, les bras de levage et de came occupant les po- sitions représentées dans cette figure. L'opérateur fait mouvoir le bras de levage 18 vers le haut pour venir rencontrer le lopin et pour le soulever de bas en haut jusqu'à ce qu'il vienne en contact avec la partie 39 du bras de came, partie qui a été amenée à une position légèrement inclinée. Cette position est naturellement celle qui est représentée dans la fig. 9. L'o- pérateur ramène ensuite le bras de levage en arrière dans la direction d'où il venait.
Ceci laisse le bord supérieur du lopin reposer sur la partie 39 du bras de came et le bord inférieur du lopin reposer sur la surface en forme de gradin 43,mais en étant placé sur une partie de cette surface en forme de gradin qui est éloignée de la partie 42 du bras de levage. Ainsi qu'on l'a déjà dit, cette partie extérieure de la surface en forme de gra- din est courbe et c'est sur cette partie courbe que le bord du lopin repose.
Cette phase du cycle d'opérations est représentée à la fig. 12. L'opérateur continue à faire mouvoir le bras de levage de haut en bas et le bord supé- rieur du lopin continue à reposer sur la partie 39 du bras de came. Toute- fois, le bord inférieur du lopin est entraîné par dessus la partie courbe de la surface en forme de gradin, et il atteint finalement la position re- présentée dans la fig. 13, dans laquelle le coin du lopin repose sur la partie 38 du bras de came et ne peut pas glisser sur cette partie, parce qu'il s'applique aussi contre la partie extérieure courbe de la partie en forme de gradin.
Lorsque l'opérateur continue à faire descendre le bras de levage, ceci a pour effet que le bord inférieur du lopin est repoussé et écarté de la partie extérieure de la surface en forme de gradin 43, après quoi le lopin glisse de haut en bas sur la partie 39 du bras de came et de
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la surface en forme de gradin pour venir occuper la position dans laquelle il se trouve sur la partie rectiligne 42 du bras de levage. A peu près dans cette partie du cycle le bras de levage atteint le niveau du transpor- teur à rouleaux 12, et lorsque le point de contact entre le lopin et la par- tie 42 du bras sur laquelle il repose passe par le niveau du transporteur à rouleaux,le lopin vient en contact avec le transporteurà rouleaux et il est laissé en arrière.
Cette position est représentée dans la fig. 14' La continuation du mouvement de descente du bras de levage est sans effet sur le lopin, car le bord inférieur de celui-ci repose maintenant sur le transporteur à rouleaux; toutefois, pendant les parties du cycle qui sont représentées dans les figs. 14 et 15, le bord supérieur du lopin descend le long de la partie 39 du bras de came, puis le long de la partie 38 Le cycle est terminé très rapidement, de sorte que l'inertie du lopin en- traine celui-ci vers le bas et, dans les circonstances ordinaires, après avoir atteint la position représentée dans la fig.
15 le lopin continue à glisser de haut en bas jusqu'à ce qu'il repose complètement sur le trans- porteur à rouleaux et qu'il soit prêt à effectuer le mouvement longitudinal qui l'introduira dans le four ou dans la première cage du laminoir. Dans certaines conditions, toutefois, il est parfaitement possible que le lopin atteigne la position indiquée dans la fig. 15 et y reste, l'un de ses bords reposant sur le bras de came. On corrige cette situation indésirable en déplaçant le bras de came en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre.
Tout d'abord,le bord inférieur du lopin repose sur le transporteur à rouleaux dans une position plus ou moins fixe, pendant que le bras de ca- me glisse sous la face inférieure du lopin et soulève celui-ci pour lui faire prendre une inclinaison de plus en plus grande par rapport à l'hori- zontale. En un point intermédiaire pendant ce mouvement du bras de came, l'appareil se présente de la manière représentée dans la fig. 16, l'inter- section de la partie plate 51 avec le bord courbe 36 pressant sur la face inférieure du lopin 50 La continuation du bras de came dans le même sens a pour effet que la position devient celle qui est représentée dans la fig.
17 et dans laquelle le bord supérieur du lopin est appliqué le long du bord courbe 36. Ainsi qu'on l'a dit plus haut, le centre du bord courbe 36 est un peu au-dessus de l'axe de l'arbre 20 lorsque le bras de came occupe la position représentée dans la fig. 17;ceci signifie que ceux des points du bord courbe qui sont voisins de la partie plate 51 sont plus éloignés de l'axe de l'arbre 20 que ceux des points du bord courbe qui se trouvent dans celles des parties de ce bord qui sont plus éloignées de la partie plate. Alors, le cas échéant, non seulement le lopin s'écarte du bras de came et tombe sur le transporteur à rouleaux, mais au cours de l'opération il sera poussé vers l'extérieur le long de ce transporteur à rouleaux.
Lorsqu'une barre, loupe ou billette repose sur le transporteur à rouleaux dans une position qui n'est pas centrale ou en faisant un angle avec la direction du mouvement, on peut y remédier au moyen de l'appareil qui fait l'objet de l'invention. Si un lopin, par exemple, est trop rappro- ché du bord du transporteur à rouleaux près de cet appareil, on peut l'amener à une position centrale par de petits coups en actionnant le bras de came de la manière représentée dans les figs. 15,16 et 17. On fait mouvoir le bras de came en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre, en regardant l'appareil représenté dans la fig. 15, de manière que ce bras vienne se placer sous le bord du lopin et le soulève. Le lopin peut repo- ser par un bord sur le transporteur à rouleaux et par l'autre bord sur la partie 38 du bras de came.
La continuation du mouvement du bras de came a pour effet que le lopin tombe sur le transporteur à rouleaux dans la position désirée. L'endroit particulier du transporteur à rouleaux sur le- quel le lopin tombe dépend naturellement de la forme particulière du bras de came et des positions relatives du transporteur à rouleaux et de l'appa- reil qui fait l'objet de l'invention. D'autre part, si le lopin repose sur le transporteur à rouleaux dans une position dans laquelle il est trop éloigné du centre de ce transporteur et du mécanisme de l'inventjb n, on peut l'amener à la position centrale voulue à l'aide du bras de levage. On fait
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mouvoir le bras de levage de bas en haut, de manière qu'il vienne en contact avec le lopin, qu'il le soulève et le dégage du transporteur à rouleau.
La continuation du mouvement du bras de levage a pour effet de créer une posi- tion dans laquelle le lopin repose sur la partie rectiligne 42 du bras de levage, partie qui est inclinée. Le lopin glisse ensuite de haut en bas le long de cette partie 42, jusqu'à ce qu'il vienne rencontrer la surface en forme de gradin 43, sur laquelle il respose. On ramène ensuite le bras de levage à sa position la plus basse, en laissant le lopin en arrière sur le transporteur dans la position désirée.
Cette dernière position est dé- terminée par la distance entre l'arbre 20 et la surface en forme de gradin
43 et par les positions relatives du transporteur et du mécanisme de l'in- vention Naturellement tout lopin ou tout autre type de pièce en'métal de forme oblongue reposant sur le transporteur dans une position en diagonale peuvent être amenés à une position centrale en ligne avec la direction du mouvement par une combinaison des opérations décrites ci-dessus.
Pour retourner une billette carrée au moyen du mécanisme de l'in- ventions on procède d'une manière différente de celle qui serait utilisée dans le cas d'un lopin. Une billette 52 reposera sur le transporteur dans presque toute position imaginable. On fait mouvoir le bras de levage de bas en haut pour l'amener en contact avec la billette, qu'il soulève.
La billette glisse alors le long dé la partie 42 du bras de levage de la manière décrite ci-dessus relativement à la mise en position de lopins ou d'autres pièces sur le transporteur.-La billette repose dans le coin formé par la surface en forme de gradin 43 et la partie rectiligne 42. On amène ensuite le bras de levage à sa position la plus basse en laissant la bil- lette en arrière sur le transporteur dans une position définie. Cette po- sition, qui est déterminée par la construction de l'appareil., correspond exactement au point par lequel passe l'intersection de la partie en forme de gradin 37 du bras de came et de la partie 38 lorsque celle-ci se trou- ve au niveau du transporteur.
L'opérateur fait ensuite mouvoir le bras de came en sens inverse du mouvement des aiguilles d'une montre et le coin de la billette est rencontré par la partie en forme de gradin 37 du bras de ca- me. La continuation du mouvement du bras de came fait rouler la billette de la manière représentée dans la fig. 18 et le côté adjacent à celui sur lequel elle reposait d'abord. En répétant cette opération on peut choisir le côté le plus désirable pour reposer sur le transporteur et, naturellement pour examiner toutes les faces de la billette.
La manière dont on peut manipuler des billettes et des lopins au moyen du mécanisme de l'invention n'est limitée que par l'imagination de l'opérateur. Par exemple, une autre manière de pousser les billettes et les lopins transversalement sur le transporteur pour les écarter du méca- nisme consiste à utiliser le bord inférieur du bras de levage. Cette opé- ration est représentée dans la fig. 19. Le bras de levage doit être soule- vé avant que la billette n'arrive sur le transporteur. Lorsque la billette est placée sur le transporteur, on abaisse le bras de levage.
Ce bras ren- contre la billette, soit par sa partie courbe 45, soit par sa partie recti- ligne inférieure 44. {.Dans l'un et l'autre cas., la continuation du mouvement de descente du bras de levage aura pour effet de pousser la billette sur le transporteur pour l'écarter du mécanisme.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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MORGAN CONSTRUCTION COMPANY, residing in WORCESTER (E.U.A.).
HANDLING OF TICKETS AND SIMILAR PARTS.
The present invention relates to an apparatus for handling billets or the like and more particularly to a mechanism for turning or rejecting, as desired, large metal bars, billets and plates.
In the manufacture of metals it is often necessary to turn over or reject individual pieces of a series of bars or billets which are successively moved through the machines. In steel rolling, for example, the billet leaves the switch carriages and passes over a conveyor mechanism on its way to the heating furnace. At this time it may be necessary to discard an individual balloon, because it is bent or deformed in such a way that it would not pass through the oven as desired.
It may sometimes be desirable to turn a billet so that it rests on another side; this would be the case if the ends of the billet had been turned downward at a previous time, so that this billet would not slide easily into the furnace, whereas it would slide satisfactorily if turned over. completely. Such rejecting and turning operations may be desirable between the furnace and the first stand of the rolling mill if the heating operation in the furnace has deformed or bent a billet, and also to remove scale that has accumulated. on the upper surface. In the past, such operations were carried out by hand, since no device had yet been constructed to enable them to be carried out by mechanical means.
The present invention enables these operations to be carried out in a new and useful manner.
It is therefore a main object of the present invention to provide an apparatus for rejecting and turning over heavy metal objects of oblong shape.
Another object of the invention consists in creating a mechanism for remotely handling bars, billets, plates, etc. in a rolling mill.
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Another object of the present invention is to provide a device for use in conjunction with a conveyor for handling, inverting or positively rejecting oblong shaped metal parts moving longitudinally along such device.
Although the novel features which are believed to be characteristic of the present invention are specified in detail in the claims which follow the present description, it will be better understood the invention itself, in terms of its objects and advantages, to its mode of operation and to the way of organizing it, with reference to the following description in which reference will be made to the accompanying drawings, which form an integral part thereof and in which:
Fig. ballast a plan of an apparatus constructed in accordance with the present invention.
Fig. 2 is a vertical section of the apparatus which is the object of the invention, by line 2-2 of fig 1.
Fig. 3 is a vertical section of part of this apparatus taken by line 3-3 of FIG. 1, with some parts broken away for clarity.
Fig. 4 is a vertical section of part of the apparatus, taken by line 4-4 of FIG. 1.
Fig. 5 is a perspective view of certain important elements of the apparatus in question, and
Figs. 6-19 are somewhat schematic views of important elements of the invention and of their mode of operation.
Like reference numerals denote like parts in different figures of the drawings.
We will first consider FIG. 1, in which the general aspects of the invention are best represented; the billet handling mechanism, designated as a whole by the numeral 10, is shown as used with a billet sliding apparatus 11 and a roller conveyor 12. The billet sliding apparatus 11 billets is of the type shown and described in Myles Morgan's U.S. patent application filed March 31, 1949 under No. 34,599; it consists of a series of upper pushing bars 13 and lower pushing bars 14 arranged side by side and actuated by a motor 15 by means of eccentric devices not shown.
The roller conveyor 12 is of a well known type comprising rollers 16 rotatably mounted on horizontal axes and driven by gearboxes 17; the conveyor is mounted near the outer end of the lower push bars 14 on the billet sliding apparatus into a position such that it rewinds the billets discharged laterally from the billet sliding apparatus and that it transports them longitudinally to the heating furnace, not shown. The mechanism 10 of the invention is comprised of a series of lift arms 18 and actuator or cam arms 19 mounted on a shaft 20. Reject drop sides 21 are disposed on the side of the mechanism 10 of the. side opposite the conveyor 12.
The relationship between the apparatus 11 for sliding the billets, the roller conveyor 12, the mechanism 10 and the reject sides 21 is particularly well shown in fig 2. The particular shape of the lifting arm 18 and of the cam arm 19 is shown clearly in this figure. Also seen in this figure is an oscillating arm 22 which forms part of the invention. A horizontal shaft 23 is rotatably mounted in the mechanism and a crank arm 24 is keyed to this shaft to participate in the same movement. A link 25 connects the outer end of the crank arm 24 to the cam arm 19 to actuate the latter.
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Fig. 3 shows how to actuate shaft 23 for the last movement of cam arm 19. Shaft 23 is rotatably mounted in bearings 27 and a crank arm 26 is keyed at one end thereof. . The outer end of the crank arm 26 is articulated on a connecting rod 28 which extends generally horizontally and rearwardly towards the piston rod 29 of an engine cylinder 30 rigidly fixed to the foundation block. This cylinder can be of the pneumatic or hydraulic type.
The connecting rod 28 is attached to the crank arm 26 and the piston rod 29 by means of suitable fasteners.
Fig. 4 shows the device used to actuate the shaft
20 on which the lifting arm 18 is keyed. The shaft 20 is suitably mounted in bearings arranged in support stops mounted on the foundation block. A crank arm 32 is keyed at one end to the shaft 20 and hinged at the other end to one end of a connecting rod 33. At its other end the connecting rod is connected to the piston rod 34 with a engine cylinder 35, which is similar to cylinder 30 in type and operation. In this case also the cylinder is mounted on the foundation of the machine and the connecting rod 33 is suitably fixed by means of fasteners to the crank arm and to the piston rod.
Fig. 4 is, on a larger scale, a perspective view of a device constructed according to the invention and it facilitates the understanding of its operation. It will be appreciated, although this view contains only a lifting arm 18, a cam arm 19 and a swing arm 22, that there is, in the mechanism, a series of these elements all having similar shapes and functioning in the same way.
The cam arm 19, which is best shown in FIG. 6, is a flat part of irregular shape mounted to rotate on the shaft 20 Generally speaking, this arm is oblong and the shaft 20 passes through it in a position a little distant from its center. It has a curved edge 36 which is generally concentric with a point in the design a little above the shaft 20 The curved edge 36 ends in a flat portion 51 which, in turn, is followed by a stepped portion 37 forming a straight edge which is generally radial and which extends a relatively short length towards the interior of the flat portion 51.
The inner end of the step-shaped portion 37 terminates in a straight marginal portion 38 of considerable length, which forms an obtuse angle with the step-shaped portion 37. At its other end, this rectilinear marginal part terminates in another rectilinear marginal part 39, a curved part forming a transition between the two. Part 39 is inclined on a line passing from its outer end to the axis of shaft 20; generally speaking, such a line would pass through the outer end of part 39, while part 39, if extended, would be roughly tangent to shaft 20. This means that part 39 makes an obtuse angle with the step-shaped part 37.
Cam arm 19 is rounded beyond the outer end of portion 39 to form a finger-shaped portion 40. On the side opposite the finger 40 the part 39 has a protuberance 41 on which the ball 25 is articulated. The rest of the contour of the camshaft has a shape such that this shaft does not interfere with other parts of the mechanism; this part of the arm does not participate in the role played by the arm and its normal shape is irrelevant.
The shape of the lifting arm 18 is probably best shown in FIG. 7. In general, this arm is L-shaped and keyed, at the outer end of the short branch, on the shaft 20, so as to rotate with the latter. It carries a rectilinear upper part 42 which constitutes almost the entire length of the large branch, and which is generally parallel and formed by a line tangent to the outer surface of the shaft 20. At its inner end it connects to a surface 43 in the form of a step which is generally perpendicular to the par-
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straight tie 42 close to its intersection with this part, but which curves and moves away from the part 42 at the end which is distant therefrom.
On that of its sides which is remote from the rectilinear part 42 the lifting arm is also provided with a rectilinear part 44, which is slightly inclined on the part 42 and which approaches this part at that of the ends which is distant from the connection with the shaft 20. The inner part of the rectilinear part 44 ends with a curved part 45, which is approximately concentric with the intersection of the rectilinear part 42 with the step-shaped part 43.
In fig. 5 the swing arm 22 is shown mounted on support stops 46 which extend upward and rearward from the reject drop side 21. The arm 22 is generally L-shaped and its long leg 47 is generally horizontal, while its short branch 48 is directed downwards from this branch 47. The arm is articulated on the stops 46 so as to be able to rotate about a horizontal axis. This oscillating movement is limited by parts of the stops 46, parts which come into contact with the ends of the branches of the arm.
The balance is such that the arm rests normally in a position such that the outer end of its long branch 47 comes to meet the stops, the upper edge of the arm then being approximately horizontal - In the other extreme position the upper edge is inclined down towards the reject side 21. The central part of the branch 48 of the arm, the branch which is directed downwards, carries a horizontal peg 49.
As shown in the drawing, the position of the parts is such that the finger 40 of the cam arm 19 can come to meet the pin 49 of the oscillating arm as the arm 19 rotates around the shaft 20.
The operation of the mechanism is as follows. A package of billets can be dropped from the upper push bars 13 of the billet sliding apparatus 11. The apparatus releases the billets and presents them to the roller conveyor 12 by a lateral movement so that they move longitudinally along this conveyor. The rolls can naturally arrive on the conveyor after leaving an oven if the mechanism in question is mounted between the furnace and the first rolling stand instead of being mounted between the device for sliding the tickets and the oven.
When a billet is on the conveyor 12 and when it extends in the same direction as the mechanism 10 of the invention, the operator can, by applying pressure in the cylinders 30 and 35 or by making it stop, and by actuating the arms 18 and 19, either give the billet a position such that it rests on a desired side, or reject the billet on the drop side 21. It can also vibrate the ball to remove them. scale and the like, and it can also turn the billet so that it can be examined for serious defects, if any.
As to the manner in which the apparatus must be operated to obtain these results, it will be best understood by reading the following description of the operation of the apparatus for particular dimensions and shapes of oblong metallic material.
Figs. 8 to 11 show the operation of the mechanism when it comes to rejecting a bloom or a piece. In fig. 8 a billet 50 is shown resting on the roller conveyor 12 as it is received from the billet sliding apparatus or furnace. At this time the lifting arm 18 is in its lowest position substantially below the surface of the roller conveyor, while the cam arm 19 occupies a position in which it is directed upwards, its part 39 lying in a generally vertical plane.
By controlling the working fluid in the cylinders, the operator moves the lifting arm 18 up and down until this arm meets the underside of the log 50. The lifting arm continues to move upward. up and in a certain angular position the piece 60 slides
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up and down towards the shaft 20 along the part 42 of the arm on which it rests. The piece slides up and down until it meets the stepped-shaped surface 43 and rests on this surface. The cam arm 19 is brought to a position in which the part 39 is slightly inclined so as to move away from the vertical and the approaching lift arm.
The up and down movement of the lift arm continues until the billet 50 meets the portion 39 of the cam arm. The position of the device is then that shown in FIG. 9. The operator then acts so that the cam arm moves away from the lifting arm, the latter having remained in the position in which it was when the log came to meet the cam arm. When the cam arm moves away from the lift arm, the billet occupies a position in which one of its corners rests on the outer part of part 39 of the cam arm, the lower edge resting on the shaped part. step 43 of the lifting arm. As the cam arm continues to move away from the lift arm, the lower edge of the slug slides along the stepped surface 43 and falls up and down on the cam arm.
The position of the device is then that which is shown in fig. 10. The cam arm continues to move up and down while driving the log. Where appropriate, during this up and down stroke, the finger-shaped portion 40 of the cam arm meets the pin 49 carried by the branch 48 of the oscillating arm 22, which branch is directed downwards. In this part of the motion cycle, part 39 of the cam arm is horizontal and flush with the upper surface of the swing arm.
Continued movement of the cam arm causes part 39 to drop below the level of the swing arm and the billet 50 therefore rests on that swing arm - Continuation of downward cam arm movement causes the swing arm to swing the arm oscillating around its pivot, so that its upper surface is inclined downwards, towards the reject sides. This position is shown in fig. 11. If necessary, the movement of the cam arm acting on the pin 49 causes the oscillating arm to tilt to bring it to a position in which the log slides and escapes to come to rest on the side wall. rejection.
Freezes them. 8, 9 and 12 to 17 show the operation of the apparatus for turning a piece of land. At the start, the billet 50 rests on the roller conveyor 12 in exactly the same way as shown in FIG. 8, the lifting and cam arms occupying the positions shown in this figure. The operator moves the lifting arm 18 upwards to meet the log and to lift it from the bottom up until it comes into contact with the part 39 of the cam arm, which part has been brought in. at a slightly tilted position. This position is naturally that which is represented in FIG. 9. The operator then returns the lift arm to the rear in the direction it came from.
This lets the top edge of the slug rest on the cam arm portion 39 and the bottom edge of the slug rest on the step-shaped surface 43, but being placed on a part of that step-shaped surface which is remote from part 42 of the lifting arm. As has already been said, this outer part of the grain-shaped surface is curved and it is on this curved part that the edge of the piece rests.
This phase of the operating cycle is shown in fig. 12. The operator continues to move the lift arm up and down and the top edge of the box continues to rest on part 39 of the cam arm. However, the lower edge of the slug is drawn over the curved portion of the stepped surface, and finally reaches the position shown in FIG. 13, in which the corner of the slug rests on the part 38 of the cam arm and cannot slide on this part, because it also rests against the curved outer part of the step-shaped part.
As the operator continues to lower the lift arm, this causes the bottom edge of the log to be pushed back and away from the outer part of the step-shaped surface 43, after which the log slides up and down on part 39 of the cam arm and
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the stepped-shaped surface to come to occupy the position in which it is located on the rectilinear part 42 of the lifting arm. At about this part of the cycle the lifting arm reaches the level of the roller conveyor 12, and when the point of contact between the log and the part 42 of the arm on which it rests passes through the level of the conveyor. roller, the billet comes into contact with the roller conveyor and is left behind.
This position is shown in fig. 14 'The continuation of the lowering movement of the lifting arm has no effect on the billet, because the lower edge of the latter now rests on the roller conveyor; however, during the parts of the cycle which are shown in figs. 14 and 15, the top edge of the log descends along part 39 of the cam arm, then along part 38 The cycle is completed very quickly, so that the inertia of the log drives it towards down and, under ordinary circumstances, after reaching the position shown in fig.
15 the billet continues to slide up and down until it rests completely on the roller conveyor and is ready to perform the longitudinal movement which will introduce it into the oven or into the first stand of the roller. rolling mill. Under certain conditions, however, it is perfectly possible for the piece to reach the position shown in fig. 15 and remains there, one of its edges resting on the cam arm. This undesirable situation is corrected by moving the cam arm counterclockwise.
First, the lower edge of the log rests on the roller conveyor in a more or less fixed position, while the cam arm slides under the underside of the log and lifts it to make it take a tilt. increasingly larger in relation to the horizontal. At an intermediate point during this movement of the cam arm, the apparatus is presented as shown in fig. 16, the intersection of the flat part 51 with the curved edge 36 pressing on the underside of the billet 50 Continuation of the cam arm in the same direction causes the position to become that shown in FIG.
17 and in which the top edge of the slug is applied along the curved edge 36. As mentioned above, the center of the curved edge 36 is a little above the axis of the shaft 20 when the cam arm occupies the position shown in fig. 17; this means that those of the points of the curved edge which are adjacent to the flat part 51 are farther from the axis of the shaft 20 than those of the points of the curved edge which lie in those of the parts of this edge which are farther from the flat part. Then, if necessary, not only does the billet move away from the cam arm and fall on the roller conveyor, but during the operation it will be pushed outwards along this roller conveyor.
When a bar, magnifying glass or billet rests on the roller conveyor in a position which is not central or at an angle to the direction of movement, this can be remedied by means of the apparatus which is the subject of invention. If a piece, for example, is too close to the edge of the roller conveyor near this apparatus, it can be brought to a central position with small strokes by operating the cam arm as shown in Figs. 15, 16 and 17. The cam arm is moved in an anti-clockwise direction, looking at the apparatus shown in fig. 15, so that this arm comes to be placed under the edge of the piece and raises it. The billet may rest on one edge on the roller conveyor and on the other edge on part 38 of the cam arm.
Continued movement of the cam arm causes the billet to fall onto the roller conveyor in the desired position. The particular location of the roller conveyor onto which the billet falls will naturally depend on the particular shape of the cam arm and the relative positions of the roller conveyor and the apparatus which is the object of the invention. On the other hand, if the billet rests on the roller conveyor in a position in which it is too far from the center of this conveyor and from the mechanism of the inventjb n, it can be brought to the desired central position at the using the lifting arm. We do
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move the lift arm up and down so that it comes into contact with the log, lifts it and disengages it from the roller conveyor.
The continued movement of the lift arm has the effect of creating a position in which the billet rests on the straight portion 42 of the lift arm which portion is inclined. The piece then slides up and down along this part 42, until it meets the step-shaped surface 43, on which it rests. The lift arm is then returned to its lowest position, leaving the billet back on the conveyor in the desired position.
This latter position is determined by the distance between the shaft 20 and the stepped surface
43 and by the relative positions of the conveyor and the mechanism of the invention. Naturally any slab or other type of oblong shaped piece of metal resting on the conveyor in a diagonal position can be brought to a central position in line. with the direction of movement by a combination of the operations described above.
To turn a square billet by means of the mechanism of the invention, one proceeds in a manner different from that which would be used in the case of a billet. A billet 52 will rest on the conveyor in almost any position imaginable. The lifting arm is moved up and down to bring it into contact with the billet, which it lifts.
The billet then slides along part 42 of the lifting arm in the manner described above with respect to positioning of slips or other parts on the conveyor. The billet rests in the wedge formed by the surface in step form 43 and the rectilinear portion 42. The lifting arm is then brought to its lowest position leaving the ball behind on the conveyor in a defined position. This position, which is determined by the construction of the apparatus., Corresponds exactly to the point through which the intersection of the step-shaped part 37 of the cam arm and part 38 passes when the latter is hole. - ve at the carrier level.
The operator then moves the cam arm counterclockwise and the corner of the billet is met by the step-shaped portion 37 of the cam arm. Continued movement of the cam arm rolls the billet as shown in fig. 18 and the side adjacent to that on which it first rested. By repeating this operation one can choose the most desirable side to rest on the conveyor and, of course, to examine all sides of the billet.
The manner in which billets and slips can be handled by means of the mechanism of the invention is only limited by the imagination of the operator. For example, another way to push billets and slips crosswise onto the conveyor away from the mechanism is to use the lower edge of the lift arm. This operation is shown in fig. 19. The lift arm must be raised before the billet arrives on the conveyor. When the billet is placed on the conveyor, the lift arm is lowered.
This arm meets the billet, either by its curved part 45, or by its lower rectilinear part 44. {. In both cases., The continuation of the downward movement of the lifting arm will have for effect of pushing the billet onto the conveyor away from the mechanism.
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