专利名称：用于轧制或拉制长产品的盘绕设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于含铁或不含铁的长金属产品的盘绕设备以及相关方法，所述长金属产品通过拉制或轧制操作热制或冷制而成。更精确地说，本发明涉及具有各种尺寸并且横截面为圆形、正方形、矩形、六边形或其它形状的线、条、平带、杆(光滑的或有棱纹的)或管的盘绕。
更精确地说，本发明涉及在卷绕用卷筒上引导和容纳被盘绕的产品以便横向容纳该产品并使形成的卷具有预定外部形状的设备。该螺线卷筒可具有水平、垂直或倾斜的旋转轴线。
本发明应用于具有悬臂轴的盘绕机械。
背景技术：
在本领域内，已知与在连续旋转的卷筒上盘绕以高速行进的轧制或拉制而成的长金属产品相关的问题，该金属产品将被以均匀的方式卷绕成连续、相邻且叠置的螺线以便形成非常紧凑的线卷。
已知形成线卷以使螺线在每个层内以及在线卷的整个纵向范围内都紧凑且均匀分布的操作非常棘手。
还已知(如何)容易地从卷筒上取下制成的线卷的问题。
如果没有正确执行取下线卷的操作，则在制成的线卷内会出现缺陷，例如卷绕的螺线会松开和/或盘绕的卷不美观。此外，如果线卷不具有规则的几何形状，则在存储步骤期间会出现与堆叠有关的问题，还会出现与将线卷安装在使用该线卷的机器上有关的问题，以及与盘绕的产品的正确退绕有关的问题。
欧洲专利EP-B-1.126.934公开了一种盘绕机械，该机械包括形状基本上为半圆柱形的合适的引导件，该引导件也被称为挡板或插入刀片。当待卷绕的金属产品从轧制机或拉制机到达时，所述引导件能够截取该金属产品，并能够有助于在卷筒上形成线卷的第一圈螺线。这种已知的具有悬臂卷筒的盘绕机械还包括在正面容纳线卷的可移动的容纳板，该板与卷筒的末端悬臂部分配合，并且可设置在以下两个限制位置处用于形成线卷的第一位置，在该位置容纳板垂直于卷筒的轴线并与该卷筒同轴，和第二位置，在该位置容纳板旋转大约90°并设置成基本平行于卷筒的轴线，该位置与卸下已制成线卷的路径不干涉。
在开始在卷筒上分配螺线之前，必需将待卷绕的金属产品正确地夹持在卷筒本身上；为此，必需提供一种具有很大可靠性、精度和可重复性的将金属产品夹紧在卷筒上的设备。
美国专利US-A-3592399内公开了一种将轧制产品的前端或头部夹持和卷绕在围绕水平轴线旋转的卷筒上的装置，该装置具有设置成垂直于卷筒并用于容纳将形成的线卷的第一容纳板，和横向容纳线卷的第二容纳板。此第二容纳板是独立的，并且可相对于卷筒在操作位置和取出位置之间移动，在操作位置第二板平行于第一板，在抽出位置第二板设置成离开卷筒并相对于卷筒横向转动90°。更准确地说，第二板可转动地安装在柱状支承件上，该支承件继而可在垂直支承件上转动。为了有助于开始形成线卷，第二容纳板的旋转轴线不与卷筒的旋转轴线重合，并具有环形凹槽，该环形凹槽具有相对于卷筒的外表面偏心的圆形表面。由于第二容纳板与卷筒不同心，所以两个表面形成具有可变截面的夹紧通道，待卷绕的轧制产品的前端进入该通道并被锁定。此外，为了有助于在开始卷绕操作时夹紧该头部，该装置包括形状基本上为半圆形的引导件，该引导件在操作位置与上述夹紧通道配合，直到第一圈螺线已卷绕在卷筒上。在已形成一些螺线之后，引导件离开卷筒并升高到不工作位置。该已知装置不允许可重复地和可靠地夹紧前端。如果没有夹紧，则在轧制产品和卷筒之间会发生相对滑动，从而不能开始盘绕。另一方面，如果在形成很少螺线之后(通过在转矩之下的卷筒和已经流动的轧制产品)轧制产品的前端脱离夹紧通道，则螺线的张力被释放，随后在各部分之间会发生滑动，从而在盘绕设备的上游形成阻碍，同时出现源于此的所有问题。轧制产品的逐渐冷却也会在盘绕步骤期间促使这种脱离，当该轧制产品收缩时，其从前端开始变短，从而造成导致前端离开夹紧通道的拉拔效应。
因此，重要地是能够确保轧制产品的初始段可靠和持久地夹紧在卷筒上。
本发明的一个目的是实现用于长金属产品的盘绕设备，该设备将确保非常迅速地安装与卷筒的端部配合的可移动的前部容纳装置。
本发明的另一目的是确保盘绕过程的正确执行。
根据本发明的设备实现的另一个目的是提高最终线卷在螺线的卷绕、紧凑性、密度和保持能力方面的性能。
本发明的另一目的是防止产品被损坏以及质量变差。
本发明的再一目的是简化对所述设备的维护操作。
所实现的优点可获得具有预定几何轮廓的线卷，该线卷允许充分利用包括高度的存储空间来优化处理和运输步骤，并且该卷能使使用其的机器具有更好的功能，从而该机器可以以更高速度工作。
申请人已设计、试验和实现了本发明，以克服现有技术的缺陷，并获得这些以及其它目的和优点。
发明内容
在独立权利要求中阐述了本发明并说明了本发明的特征，而从属权利要求描述了本发明的其它特征或对主发明思想的变型。
根据上述目的，提供了一种根据本发明的用于轧制或拉制的长产品的盘绕设备，该设备包括具有如权利要求1所述特征的引导和容纳装置。
该目的还可通过具有如权利要求17所述特征的用于长金属产品的盘绕方法实现。
根据本发明的设备和方法应用于盘绕长金属产品的机器，该长金属产品通过轧制或拉制操作热制或冷制而成。该产品可以为由含铁材料例如具有低、中和高碳含量的钢、不锈钢、合金或其它材料以及不含铁的材料例如铝、铜或其它材料制成的线、条、平带、杆(光滑的或有棱纹的)或管。本发明应用于包括具有悬臂轴的卷筒的盘绕机械或卷线机。
所述长金属产品可具有任何横截面即圆形、正方形、矩形、六边形或其它形状，尤其但非限制性地，直径在8mm和52mm之间，或者在条或平带的情况下，横截面在60mm2(例如20mm×3mm)和1400mm2(例如70mm×20mm)之间。
在下文的说明中，长金属产品可用于指任何上述产品，并且还可为类似或相当的产品，该产品以大于40-45米/秒的速度行进并且每小时产量为110吨或更多。
根据本发明的第一特征，夹持装置包括能够被选择性地致动的夹钳式夹紧装置，该夹持装置与所述卷筒的外表面相对应地设置。
有利地是，夹钳装置包括四个夹钳，这四个设置成彼此间隔90°的夹钳与卷筒一体地旋转，并且能够夹紧金属产品的初始段。
该夹紧步骤基本如下地执行。
使金属产品的前端进入分配螺线的设备，该金属产品从该设备相对于卷筒沿切向引入引导和容纳装置或挡板，该引导和容纳装置或挡板利用凹槽引导所述产品的前端。
根据一个变型，卷绕的初始步骤利用挡板将产品的前端传送到夹紧区域内。
根据一个变型，所述夹紧区域包括被称为旋转通道的环形容纳通道，该通道形成在沿卷筒的横向设置的横板上。该环形通道可具有柱状的形状或优选地类似于截顶锥形；这样在沿通过卷筒轴线的平面的剖面内，所述环形通道的形状可以为矩形、正方形或优选地为梯形或楔形。
根据一个实施例，横板可以完全在卷筒外部，或者部分在卷筒内部。
挡板的凹槽包括侧壁，至少在接纳产品前端的挡板内该侧壁是倾斜或螺线形，该侧壁的斜面足以朝夹紧区域引导产品的前端。具有倾斜或螺线形壁的凹槽可局限于上部挡板或下部挡板，或者可包括这两者的至少一部分。
从金属产品达到夹紧区域的时刻开始，金属产品的初始段与夹紧装置配合。至少一个夹紧装置在卷筒周面的准确限定的圆弧中起作用，从而将金属产品夹紧在卷筒上。夹紧装置可依次或同时夹持，以便将金属产品的初始部分牢固地靠着夹紧区域固定。当金属产品足够长度的段已卷绕在夹紧区域上时，实现同时夹持。
在第一卷绕步骤内，即直到使用夹紧装置之前，通常利用金属产品靠着夹紧区域的壁的高附着力。通常，根据与盘绕设备和待卷绕的材料有关的各个因素(形状、大小等)，金属产品的初始段的长度在稍小于1圈螺线至两圈螺线之间。
当达到夹钳式夹紧装置夹持的阶段时，可打开挡板，并立即开始将金属产品的剩余部分卷绕在卷筒上。
根据另一种形式的实施例，在所述容纳元件上具有凸缘，该凸缘的形状形成为具有基本与卷筒同轴的环形齿，并且该凸缘限定了环形夹紧通道。这样可以获得线卷而不会使螺线突出。实际上，一旦线卷制成，即使线卷具有对应于环形齿的体积的圆形空心部，但在夹紧侧上的线卷的侧面仍将完全为平面且平行于另一个侧面，同时具有源于这里的所有优点。不管怎样，与线卷的总体积相比，环形空心部将几乎被忽略并且在任何情况下都是无关的。
从下文结合附图作为非限定示例给出的对用于长金属产品的盘绕设备的一种形式的实施例的说明中可清楚地看到本发明的其它用途和优点，在该附图内-图1示出根据本发明的具有水平轴线的盘绕设备；-图2以剖视的方式示出图1中盘绕设备的细部；-图3示出图2中的设备的功能图；-图4是根据本发明的设备的变型的剖视图；
-图4a示出图4的放大的细部；-图5是根据本发明的设备的另一变型的剖视图。
具体实施例方式
参照附图，用于金属产品10的盘绕设备R设置在此处未示出的生产线的下游。在此情况下为线的金属产品10通过一种在此未示出的已知的分配设备朝旋转卷线架11(图1)引导，该分配设备按预定和均匀的方式分配金属线。
卷线架11包括卷筒12(图2)，横向设置的内板13与该卷筒12相关联，该内板限定了在其间形成线卷的侧壁13a中的一个。该内板13具有能够接纳金属线10的初始段的环形通道14，该环形通道在剖视图内看上去像喉道。
与环形通道14相对应，卷筒12在其外表面上设有区域17，该区域具有提高的附着力并具有足够的范围。该区域17包括例如具有高摩擦系数的元件。
盘绕设备R还包括两个已知类型的引导和容纳元件或挡板，一个是上部挡板15(图1)而一个是下部挡板16，这两个挡板能够被相应的致动机构18、19驱动以到达或离开特定工作位置。
上部挡板15(图2)具有有槽的引导部或凹槽20，该有槽的引导部或凹槽提供了一开口，在将第一圈螺线卷绕在卷筒12上的操作中该开口引导金属线10的前端，从而将该前端传送到内板13的环形通道14内。
根据一个变型实施例，卷绕金属线10的初始段所必需的夹持金属线10的操作是通过利用金属线10靠着内板13的侧壁的附着力以及具有提高的附着力的区域17实现的，整个操作与挡板15和/或16的动作协调。
根据本发明，沿卷筒12的外周面存在至少一个夹紧钳21。在图3的图内，设置有四个夹紧钳21，分别为21I，21II，21III，21IV。
夹紧钳21的数量以及它们的位置取决于许多因素，并且在任何情况下必须选择可提供最好结果的构型，选择时还应该考虑系统的机械平衡。
根据一种可选择的变型，夹紧钳21可覆盖卷筒12的整个或差不多整个圆周，从而形成一种“单个连续夹钳”即夹紧环。
夹紧钳21由致动装置控制。
根据图2中所示实施例的致动装置提供了止推环22，该止推环作用在轴承上，该轴承包紧与卷筒12一起旋转的每个夹紧钳21的第一臂23。通过在此未示出的已知类型的致动装置沿箭头24的方向移动所述止推环，夹紧钳21通过第二臂25接合金属线。
图4和4a示出第二种形式的实施例或变型。
在此第二形式的实施例内，凸缘30设置在例如内部容纳板13上，并且形状形成为具有基本与卷筒12同轴的环形齿31。环形齿31限定环形通道14(图4a)。
环形齿31可有利地朝外部轻微地会聚，并且有利地，当轧制产品10具有较大尺寸例如16mm或更大时该环形齿31的厚度或高度H基本等于该轧制产品10的直径，或者当轧制产品10具有较小尺寸例如6mm时该环形齿31的厚度或高度H基本等于轧制产品10的直径的数倍(如图4a内所示的情况)。在此第二种情况下，环形齿31的高度H例如为12mm。
环形齿31的凸出部或长度L基本等于轧制产品10的直径的1.5至2倍之间的值。
凸缘30还可根据待卷绕的轧制产品10的大小互换，并且由具有很大硬度的材料例如工具钢制成。
此外，在此第二形式的实施例内，夹紧钳21通过沿径向将金属线10推靠在环形通道14内壁上部而夹紧该金属线。在此变型内，夹紧钳21由能够根据预定顺序对其进行控制的快速夹紧和释放系统驱动。例如，快速夹紧和释放系统包括作用在各个臂27上的致动装置26(图4)，所述臂作用在夹紧钳21上。
图5内示出另一种形式的实施例，其中夹紧钳21由机械或液压千斤顶或其它合适类型的千斤顶直接驱动，所述千斤顶与卷筒12一起旋转，并且通过将金属线10压靠在环形通道14的壁上而施加夹紧压力。
根据此另一种形式实施例的一个变型，夹紧钳21朝旋转轴线推动金属线10并将其夹靠在具有提高的附着力的区域17上。
当盘绕机械仅具有一个与卷筒12配合的挡板，或者当该盘绕机械具有多于两个挡板时，也可使用根据本发明的盘绕设备R。
在夹紧步骤期间盘绕设备R如下地起作用。
首先，使金属线10的前端进入上部挡板15的凹槽20。凹槽20具有倾斜或螺线形的装置28，该装置适于朝具有提高的附着力的区域17并朝内板13移动金属线10。
使金属线10的前端卷绕一定的长度，该长度足以使至少一个夹紧钳21能够夹紧所述金属线。
当金属线10的前端被夹紧钳21牢固地夹持住时，可通过致动装置18、19打开挡板15、16，并开始将金属线10分配到卷筒12上。
当金属线10已充分地卷绕在卷筒12上从而金属线能自己保持夹紧时，例如在已安置第二层螺线之后，打开夹紧钳21。
根据一个变型，夹紧钳21可在产品的整个盘绕过程内保持夹持，并且当从卷筒12上取下制成的线卷时释放。
根据另一个变型，当第二层螺线将要完成时，打开夹紧钳21并且使内板13相对于卷筒12沿轴向移动，以便使第一层螺线与随后的一层螺线在横向上也对齐。
通过根据本发明的盘绕设备R，可获得非常紧凑和重量很大的卷或条充实系数为0.6到0.9，而线卷的重量为1500到5000公斤。线卷的典型尺寸为内径在700mm和900mm之间，高度在700mm和900mm之间，外径根据被盘绕的卷的内径、高度、重量和充实系数而改变。
但是显然的是，可对此前所述的盘绕设备R的部件进行修改和/或添加，而不会脱离本发明的领域和范围。
也是显然的是，尽管已参照特定示例说明了本发明，但是本领域内的技术人员应能够实现用于轧制或拉制产品的盘绕设备和方法的许多其它的等效形式，所有这些都处于本发明的领域和范围内。
权利要求
1.一种用于盘绕可卷绕的长的金属产品(10)的设备，该设备包括具有基本为圆形的横截面并绕水平、垂直或倾斜的轴线旋转的卷筒(12)；至少一个能够在第一工作位置和第二不工作位置之间被驱动的引导和容纳装置(15，16)，在第一工作位置该引导和容纳装置与所述卷筒(12)配合，而在第二不工作位置该引导和容纳装置设置成离开所述卷筒(12)；以及至少一个与所述卷筒(12)相关联并且能够至少临时夹紧所述金属产品(10)的初始段的夹紧装置(21)，其特征在于，所述夹紧装置包括能够选择性地致动的夹钳装置(21)，该夹钳装置与所述卷筒(12)的外表面相对应地设置。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述引导和容纳装置(15，16)包括能够朝所述夹紧装置(21)移动所述金属产品(10)的装置(28)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述夹钳装置(21)相对于所述卷筒(12)的所述外表面设置在内部位置。
4.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述夹钳装置(21)相对于所述卷筒(12)的所述外表面设置在外部位置。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述夹钳装置包括四个夹钳(21)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，致动装置(22，26)能够作用在各个所述夹钳装置(21)的臂(23，27)上，以便选择性地致动所述夹钳装置(21)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，该设备还包括内板(13)，该内板能够限定在其间卷绕所述金属产品(10)的侧壁中的一个(13a)。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述内板(13)贴近所述卷筒(12)的外表面限定环形通道(14)。
9.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述引导和容纳装置包括至少一个挡板(15)。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述引导和容纳装置包括沿所述卷筒的直径与所述至少一个挡板(15)相对地设置的另一个挡板(16)。
11.根据权利要求8和10所述的设备，其特征在于，所述至少一个挡板(15)和所述另一个挡板(16)在所述第一工作位置构成所述环形通道(14)的侧盖。
12.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，在所述容纳件(13)上设有凸缘(30)，该凸缘基本垂直于所述卷筒(12)并且其形状形成为具有基本与所述卷筒(12)同轴的环形齿(31)，所述环形齿(13)限定所述环形通道(14)。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述环形齿(31)的厚度(H)基本等于所述金属产品(10)的直径或等于其直径的数倍。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述环形齿(31)的凸出部(L)的长度基本等于所述轧制产品(10)的直径的1.5倍至2倍之间的值。
15.根据权利要求12到14中任一项所述的设备，其特征在于，所述凸缘(30)可根据所述金属产品(10)的尺寸而互换。
16.根据权利要求12到15中任一项所述的设备，其特征在于，所述凸缘(30)由具有很大硬度的材料制成。
17.一种用于盘绕长金属产品(10)的方法，该方法利用这样的盘绕设备执行，该盘绕设备包括具有基本为圆形的横截面并绕水平、垂直或倾斜的轴线旋转的卷筒(12)；以及至少一个能够在第一工作位置和第二不工作位置之间被驱动的引导和容纳装置(15，16)，在第一工作位置该引导和容纳装置与所述卷筒(12)配合，而在第二不工作位置该引导和容纳装置设置成离开所述卷筒(12)，其特征在于，该方法包括如下步骤第一步骤，其中，将所述金属产品(10)的前端插入设置在所述第一工作位置的所述引导和容纳装置(15)的凹槽(20)中，以便沿所述卷筒(12)的外周面引导所述金属产品(10)，第二步骤，其中，通过与所述卷筒(12)的外表面相对应地设置的一个或多个夹钳(21)将所述金属产品(10)至少临时地夹持并夹紧在所述卷筒(12)上，第三步骤，其中，使所述引导和容纳装置(15)从所述第一工作位置移动到所述第二不工作位置，第四步骤，其中，卷绕所述金属产品(10)的剩余长度。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述第一步骤之前，利用所述金属产品(10)的分配器将所述金属产品(10)插入所述凹槽(20)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，在所述第一步骤期间，所述卷筒(12)绕它自己的轴线旋转。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，在所述第一步骤期间，将所述金属产品(10)从所述凹槽(20)引导到设置在所述卷筒(12)的内板(13)上的环形通道(14)内。
全文摘要
本发明涉及用于轧制或拉制长产品的盘绕设备和方法。用于可卷绕的长金属产品(10)的盘绕设备(R)及相关方法。该设备(R)包括具有基本为圆形的横截面并绕水平、垂直或倾斜的轴线旋转的卷筒(12)；以及至少一个能够在第一工作位置和第二不工作位置之间被驱动的引导和容纳装置(15，16)，在第一工作位置该引导和容纳装置与所述卷筒(12)配合，而在第二不工作位置该引导和容纳装置离开所述卷筒(12)。该盘绕设备(R)还包括至少一个与所述卷筒(12)相关联并且能够至少临时夹紧所述金属产品(10)的初始段的夹紧装置(21)。
文档编号B21C47/32GK1921964SQ200580005429
公开日2007年2月28日 申请日期2005年1月18日 优先权日2004年1月19日
发明者G·博尔迪尼翁, I·帕亚罗, A·德卢卡, A·博洛尼 申请人:达涅利机械工业有限公司