线圈吐丝机头的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线圈吐丝机头(coil laying head)，其用于来自乳机或其他类似来源的连续的且大致直线的半成品，如:线材、圆棒或其他。
【背景技术】
[0002]从不同直径的金属线得到线圈的通常使用的解决方案是用线圈吐丝机头，其包括转子，线圈形成和叠层输送管安装在该转子中。转子通过两个滚动轴承或支撑件悬臂安装在定子本体上，并且因此可绕其自身的轴线旋转。定子本体进而刚性地约束到基座。转子通常以可超过2000RPM的高的角速度绕其自身的轴线旋转。转子的旋转通过由锥齿轮驱动系统连接的外部电机产生。线圈吐丝机头的类型也是已知的，其中转子内部地包括电机并同轴安装电机定子。
[0003]在线圈吐丝机头的旋转过程中，叠层(laminate)通过管弯曲，以形成一系列具有预确定直径的线圈，该线圈通过掉落在辊卸料带上而被存放，以被冷却并输送到收集和堆放储器。
[0004]在金属线通过时，形成线圈的管遭遇强烈的机械应力和热应力、冲击以及切向推力，其决定了管内的特别强烈的磨损状况，这限制了其使用寿命。此外，管承受的磨损在其整个长度上常常是不均匀的，趋向于集中在较大应力的一些区域中，而不是其他区域。当其至少一部分磨损时更换整个管因此意味着尚未磨损的那些部分的非最优使用。
[0005]此外，这种管的频繁更换引起停机，除导致备用零件和劳动力的高成本外，还导致设备利用率降低、缺乏生产力。
[0006]此外，线圈吐丝管承受的高离心应力使它变形，改变了其初始几何结构，并且因此机器变得不平衡。这个事实排除了进一步增大线圈吐丝机头旋转速度的可能性，进一步增大线圈吐丝机头旋转速度将被实现过去不可能实现的轧制速度的现代轧机所需要。
[0007]因此，为了克服这些缺点，提议了通过使用耐磨损和可互换的管状插入件来增加管的持续时间的解决方案以及提供了管本身的消除的解决方案两者。例如，参考后者的情况，文件EP-A-779 115描述了一种线圈吐丝机头，其代替线圈吐丝管使用形成在两个钟形旋转构件之间的螺旋状输送槽，该两个钟形旋转构件一个为内部的并且一个为外部的，彼此为一个整体，并通过法兰固定到芯棒。该头部设置有四个或更多的槽，该四个或更多的槽可选择性地用于在线圈吐丝机头内输送和引导叠层。
[0008]两个钟形件通常由轻质材料制成，如轻合金或复合材料，其允许获得高的旋转速度。为了延长使用寿命，槽涂有耐磨材料。
[0009]文件U.S.6098909描述了与上述文件的解决方案相似的解决方案，其中建议，为了修复槽，根据在外部的钟形件的内表面上发生的局部磨损使内部的钟形件相对于外部的钟形件周期性旋转。
[0010]然而，这些解决方案并不令人满意，这是因为由于叠层高速通过造成的相当大的磨损，因此具有产品在其中流动的槽的钟形构件必须频繁更换。
[0011]发明概述
[0012]本发明的目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许减小由于槽的磨损导致的开槽的钟形件中所需要的改变的次数以及减小为了制造该开槽的钟形件造成的材料的浪费，从而降低了物体的使用成本。
[0013]本发明的一个另外的目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许使用叠层通过的适合于其所承受的磨损等级的槽的每一部分。
[0014]本发明的另一个目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许使用所述开槽的钟形件的整个外表面。
[0015]本发明的另外的目的是提供一种线圈吐丝机头，其需要易于维修的转子，该转子由相对可控但不是很重的部分组成。
[0016]因此，本发明旨在通过实施一种线圈吐丝机头来实现上述目的，线圈吐丝机头界定了纵向轴线，该线圈吐丝机头根据权利要求1包括:固定的支撑结构；转子，其适合于绕所述纵向轴线旋转，且可旋转地固定至所述支撑结构；其中所述转子包括钟形构件，该钟形构件相对于所述纵向轴线向外扩展且具有设置有用于引导金属产品的至少一个螺旋形槽的其外表面；其中，设置了将金属产品供应至所述至少一个槽的供应装置；其特征在于，所述钟形构件包括至少三个阶段(Stage)，所述阶段沿所述纵向轴线彼此顺次排布，使得所述阶段的设置有螺旋形槽的外表面共同界定所述钟形构件的外表面，且可通过围绕所述纵向轴线转动至少一个阶段来布置在至少一个相应的相对角度位置中，以便沿着所述钟形构件的整个外表面界定用于所述金属产品的至少一个连续的螺旋形路径。
[0017]本发明的线圈吐丝机头的转子有利地包括分阶段制成的大体钟形的构件；实际上，转子由多个阶段或者截头圆锥形零件组成，其顺次地布置，形成允许线圈形成的开槽的钟形件。
[0018]槽设在转子的钟形构件的每一阶段上。第一阶段在供应金属产品的供应装置的一侧上具有非常小的端部直径，允许实施少量槽。相反，在接着的阶段中，由于钟形构件的截面直径增大，槽的数量可增加。然而，在最后的阶段中，槽或沟道再次是小的数量，优选地等于或二倍于第一阶段的槽的数量。这是因为在所述最后一阶段中，槽的螺距降低，导致槽的轴向拥挤，并且因此使得增加其数量在几何上不可能。这些阶段彼此按相对的角度位置排布，以便为轧制产品创造至少一个连续的并且完整的螺旋形路径。
[0019]以本发明的解决方案，当使用的槽磨损并且因此有必要改变它时，旋转这些阶段以使轧制金属产品在设置在钟形构件的外表面中的新的槽内运动就足够了。一旦第一阶段上设置的所有的槽均被使用，只需替换转子的该第一部分和具有相同数量的槽的这些阶段，而具有更多数量的槽的阶段可再次旋转以用于将叠层移动到新的槽内。
[0020]基于阶段的几何形状，设置在每一阶段上的槽的数量是最大化的，以便尽可能多的使用转子的钟形构件的整个表面。
[0021]有利的是，不同阶段上槽的数量具有和设置在第一阶段上槽的数量相等的最大公约数:这确保了阶段的更换以计算的方式发生并且具有大的数量的槽的阶段在第一阶段改变时被更换。根据每一阶段的位置以及相应关槽承受的应力，在不同阶段上检测到的磨损可能会非常不同；实际上，相对于其他特别地受到应力的阶段的槽，某些阶段的槽可能各自具有双倍的持续时间。
[0022]磨损的槽通常是可明显识别的，但是为了防止不得不在已经磨损的槽内再次移动产品，钟形构件的阶段的角度位置的管理通过设置有合适的软件的控制装置实施，这也允许使连续的阶段之间需要的相对旋转最小化。
[0023]两相邻阶段之间的角度位置有利地通过销固定，该销保持钟形构件的两连续阶段之间的相对角度位置，并允许识别待使用的“开放”的沟道和在下一阶段中没有延续的那些“关闭”的沟道。
[0024]综述，本发明的优点是:
[0025]转子表面上的可用的所有空间的最优使用；
[0026]单个阶段的使用寿命的延长；
[0027]选择性地只替换所有可用的槽已经被磨损的阶段的可能性，节省了成本；
[0028]系统的生产率和利用系数的提高，降低了备用零部件和劳动力的成本。
[0029]从属权利要求描述了本发明的优选实施方案。
[0030]附图的简要说明
[0031]本发明的另外的特征和优点将从结合附图表格通过非限制的例子示出的线圈吐丝机头的优选但不排它的实施方案的详细描述中更清楚地呈现，其中:
[0032]图1示出了根据本发明的线圈吐丝机头的横截面示意图；
[0033]图2示出了图1中的线圈吐丝机头的变型的部件的分解侧视图；
[0034]图3示出了图2中部件的第一透视图；
[0035]图4示出了图2中部件的第二透视图。
[0036]为例便于阅读，图1中可见的轴承由内接于矩形内的X表示。
[0037]附图中相同的参考标记和字母识别同样的构件或部件。
[0038]发明优选实施方案的详细描述
[0039]参考图1，本发明的线圈吐丝机头对象根据沿着纵向轴线X穿过的平面的横截面示意性地示出。
[0040]线圈吐丝机头包括:
[0041]固定的支撑结构3;
[0042]和转子1，其适合于绕所述纵向轴线X旋转，且可旋转地固定至所述支撑结构3。
[0043]转子I依次包括芯棒4和钟形构件6，钟形构件6具有大体截头圆锥形的形状，其相对于纵向轴线X向外扩展，并与芯棒4轴向配合。钟形构件6在其外表面上设置有多个大体呈螺旋形的槽或沟道，以用于将金属产品引导成线圈构造。
[0044]具体地，具有空心圆柱状的芯棒4通过根据轴线X机械联接到钟形构件6被稳定地连接。钟形构件6通过初始拉伸配合在芯棒4中，且钟形构件6被插入具有与所述构件6的形状相匹配的形状的壳体2内。在图1的例子中，壳体2具有截头圆锥形的内部形状。壳体2和线圈吐丝机头的基座或框架3是一体的，并且因此被固定，即不旋转。在钟形构件6和壳体2之间留有有限的间隙，例如至少Imm的间隙，该间隙通常足够允许钟形构件6绕轴线X相对旋转，而不会造成干涉或抵靠着壳体2滑动。优选地，这种间隙比叠层的厚度低。
[0045]根据优选的变型，壳体2可以是可打开的，以允许进入钟形构件6。
[0046]根据另一变型，壳体2可沿轴线X相对于钟形构件6滑动，以改变壳体2和钟形构件本身之间的间隙。
[0047]芯棒4在固定到地面的框架3内旋转。芯棒4通过轴承与所述框架3可旋转地关联。框架3可与壳体2完全成整体。
[0048]芯棒4内部地包含供应装置5，供应装置5用于将金属产品供应到设置在钟形构件6上的槽中的至少一个槽。
[0049]这种供应装置5例如包括选择管，该选择管与转子同轴布置，且设置有用于将轧制产品引导到钟形构件6上的相应槽的入口的内部管道5’。该内部管道5’具有用以接纳沿轴线X进入该头部的轧制产品的入口延伸部。这种内部管道5’具有从轴线X分岔的出口延伸部，以将轧制产品引导在钟形构件6上的槽中的一个的入口处。
[0050]例如通过减速齿轮或等同装置与芯棒4连接的主控制部被设置，以用于驱动钟形构件6绕轴线X旋转。在叠层通过期间，选择管总是与钟形构件6和芯棒4同步旋转，以连续不断地保证内部管道5’的出口延伸部和设置在钟形构件6上的槽中的一个对准。选择管可优选地例如通过差分相位系统接收来自同一芯棒4的运动。
[0051]线圈吐丝机头的另外的部件和细节被省略，因为它们对于描述本发明不是必需的。
[0052]有利地，钟形构件6以至少三个大体截头圆锥体阶段制成，该至少三个大体截