专利名称:运动细丝钳位和切割联合系统的制作方法
本发明一般地涉及用连续成形加工工艺在旋转卷取装置上卷绕连续铸造的细丝。更具体地，本发明提供了一个将细丝钳到在飞轮上的转动的卷绕轮上，切割细丝引出线以及将细丝卷绕到轮上的设备和方法。
玻璃质的或非晶质的合金由于与这些合金的多晶形成的性能相比有其独特的物理特性而具有重大的技术意义。特别是以细丝或相当簿的细长带形成的玻璃质结构的铸品已保证能有效地绕到变电器的高效型的铁芯里去或作其他用途。铸造非晶质的或玻璃质金属带的一些近期的发展在美国专利4332848里评述。
正如本专业里众所周知的，玻璃质合金从液态迅速地淬火或冷却到坚实的非晶质固态，一般有约低于50%的结晶度。淬火发生在极高的冷却速率，即106℃/秒的数量级。带状物一般是通过将来自加压容器的熔融状合金经过喷管的限制喷咀挤压到一个高速冷却表面上而形成的。由于防止大量的结晶，要求极快地热传递，铸造的细丝必然是簿的。
将铸造的细丝整齐地卷绕到同铸造设备协调的储存轮或卷轮上，以致后者加工成为变压器芯或类似物是必要的。然而由于铸造速度一般高至大约每秒1000到2000米，整齐的卷绕过程的起动是困难的。因此，高速细丝的前头部份当它离开快速转动的冷却表面时必须在飞行时俘获，然后传输和钳到卷带轮上，最后缠绕在轮上。这种类型的在先的典型装置由史密斯(SMITH)等人在美国专利4116394里和由博格斯(BOGGS)等人在美国专利4239187里说明。理应意识到，由于铸造过程在整个工作期间是以很快速度连续进行的。必须快速而正确地实现钳位或迅速地积聚细丝的卷绕量。
迄今为止，钳位细丝到储存轮上的夹紧机构一般采取装有枢轴细丝夹紧部件，以便与存储轮一起旋转的形式(见史密斯394专利)。夹紧部件包括与一个夹紧面和一个刃口一起组成的可动的夹紧工具，这个可动的刃口与轮上静止的刃口相配合。当驱动时，夹紧工具是装置得在枢轴上转动，并贴着轮子钳住细丝。两个刃口相配合装置并同时切割细丝以及在铸件一侧的细丝强引出线端。
然而，不利的是，史密斯的装置在可靠地向细丝提供必要的夹紧和切割动作上常失败。当不供给适当的切割动作时，细丝的引出线便被拉回到卷绕轮上而破坏细丝卷绕。在其他情况里，切割动作恰是早于钳位动作而不是与钳位动作而不是与钳位动作同时发出。当发生这种情况时，细丝便自夹紧工具的轮子之间滑离，很快地变为缠绕的一大团。上面的任何一种失败都会引起铸造工序和净化工序停顿下来，造成很大损失。过去由于铸造工序的被迫停顿而使生产率下降，已经成为非晶质金属铸造工艺商业化的重大阻碍。此外，史密斯的不可靠的切割装置不易校正。许多试验，如象增强夹具上弹簧的作用力，提供二个刃口间较好的匹配，及磨快刃口，对于增加可靠性来说全都失败了。金属带状物，由于其特性是很韧的，只是有助于拉开两个刃口，因此把带状物夹挤在两个刃口之间而没有切割，在其他情况里，切割动作会先于恒定的夹紧动作几分之一秒，使在绷得相当紧的情况下的带状物被拉松，造成卷绕过程出故障。多部件机构增加的复杂性也增加了生产成本以及一般维护的要求。并且，当卷绕轮以不同速度旋转时，由弹簧提供的夹紧工具的夹紧力不能补偿作用于固定在开启位置里的夹紧工具的不同的转动力。因而，在先前的装置里，必须精确地安排放松的时间，使放松动作每次在完全相同的速度发生。此外，夹紧工具到达并夹住细丝或太早，或太迟。这就将接触点放置得离开最佳位置，而在最佳位置细丝由传送器件安置得与卷绕轮接触，在这些情况下，钳位和切割作用会出错，导致铸造工序必然出故障。因此必须在着手卷绕细丝到一个旋转的卷轮或储存轮上并切割引出线时确立一个提供有更大可靠性的钳位和切割的设备和方法。
于是，本发明的首要目的在于提供一种设备和方法，以改善着手起动卷绕铸丝到转动的储存轮上并切割细丝引出线的可靠性。
发明的另一个目的是提供一个部件较少、并且不将刃口相配合的，不太复杂的，钳位和切割设备，以改善可靠性和维持顺利运转。
本发明的另一个目的是对于卷轮旋转速度的变化提供一个自补偿的钳位和切割设备，以便提供正比于卷轮旋转速度的夹紧力，以对细丝作适当的钳位和切割动作。
本发明的又一个目的是提供一个简单的机构。以钳位铸造的细丝到飞行的旋转储存轮上，然后切割细丝的引出线。
本发明的进一步目的是提供一种方法和设备，其中当储存轮转动时，切割动作依靠随同对细丝有恒定的、并有强制钳位动作的装置的单个自由的刀刃发生在细丝上。
发明的另外目的，优点及其他新颖性一部份在下面的描述中显示出来，一部份对于技术熟练的人根据下面的分析变得很明显或者随着发明的实施可弄清楚。发明的目的和优点可使用工具及其组合来实现和获得，这在从属权项里特别指出。
为了达到上述的和其他的目的，并与如下文所描述的本发明的目的一致，为钳位行进的铸丝到旋转的卷轮上，再切除细丝的引出线而提供一个改进了的设备。钳位和切割设备包括一个安装得随卷轮一起转动的钳位和切割相联合的部件。部件包括一个有自由切割工具，例如刀刃的可动的钳位臂，刃口置于卷轮轴之上，并装到钳位臂面对细丝行进方向的一侧。钳位臂最初牢固地紧夹细丝，以后仅在刀刃运动到起切割作用的位置再重复牢固的紧夹。
驱动装置用来使钳位臂从离开卷轮轴的开启的位置到闭合的位置，在这位置，钳位臂与轴上的细丝处于钳位啮合。在闭合位置，钳位支架用来将行进的细丝夹持在转动的卷轮上，从而将细丝卷绕到轮上和进入卷筒里储存起来。
此外，如象一个相对并反相旋转的二个刷辊相配合的装置 那样的装置用来当卷轮转动时贴着钳位臂的刃口拉细丝引出线，其作用是保证仅在细丝牢固地、强制地夹紧在卷轮上以后才发生切割。由于这个作用，便得到稳妥的钳位和切割动作以成功地使卷绕过程开始执行，同样也成功地减少了铸造的停机时间，当使用先前的技术的器件时，停机是常见的。
更可取的是驱动装置包括适用于将钳位臂从开启位置移动到闭合位置的一个位移装置，一个离心重锤，还包括一个夹持装置或部件，对抗位移重锤，在钳位臂处于开启的位置时放开它。而且，驱动装置进而包括一个夹紧装置，比如杠杆，用于放松夹持部件，以便许可位移的重锤将钳位臂从开启位置移动到闭合位置，从而钳住细丝并将它夹持到绕线轮上。
发明进一层的方面，依据其目的和意义，揭示一个钳位行进的细丝或类似物到转动的卷轮上，然后切割细丝引出线的方法。第一步是从在轮轴上方的快速运动的铸造表面并经过卷轮拉紧和拉出细丝。两个相对旋转的刷辊组成一个钳子来接收细丝可以用作这一目的。细丝在绷紧状态下拉过卷轮以后，通过用钳位和切割相联合的部件驱动细丝与轮子相啮合的方法使细丝发生钳位。下一步是贴着自由刃口拉细丝的动作。这个拉曳的动作可以由例如与用于将细丝拉过卷轮的传送装置相同的传送装置来提供。当轮子转动并带动钳位和切割部件的刃口进到与细丝引出线啮合时，拉曳导致切割动作。而且，有利的是，切割动作是在细丝坚牢地并强制地夹钳到轮上以后才提供的，以便保证卷绕过程稳妥地开始。
随着下文的描述，本发明还有的其他的目的对于那些本专业的技术人员来说就变得显而易见了。下文展示和描述了本发明的一个最佳实施例，简单地作为最适宜于实行发明的一个方式的说明。如同实行这个最佳实施例那样，发明可以有其他不同的实施方案，它的若干细节容许作各种的、明显的形态方面的修改，都不脱离本发明。所以，附图和叙述都看作普通的说明而不作为限制。
附图的简述在附图里插入和组成一部份说明，伴随附图一起来表明本发明的几种情况。与叙述一起用作说明发明的原理。
在附图里图1是将玻璃质合金细丝卷绕到同铸造机协调的储存轮上去的设备的总体侧视图。
图2是与图1同样的显示细丝在拉紧的情况下拉过卷轮的视图。
图3是本发明包括钳位和切割装置的卷绕机构的透视示意图，它显示拉紧的细丝刚好在钳位后拉过卷轮。
图4是本发明钳位和切割装置放大的剖视图。显示钳位臂在开启位置(虚的轮廓线)和闭合位置(实线)。
图5A是卷轮和卷轴不完全的横截面图。显示钳位臂处于起始的钳位位置。
图5B是与图5A同样的示图，显示当轮子从起始的钳位位置转动时，细丝的引出线被拉到嵌入钳位臂的刃口。
图5C是与图5A和5B同样的示图，显示本发明的设备跟着发生的钳位和切割动作的操作。其中细丝引出线显然已切除掉，而细丝平稳地卷绕到轮上。
图6是本发明设备的钳位臂和驱动机构的透视图，显示钳位臂在开启位置(虚的轮廓线)和闭合位置(实线)。
现在，详细地参照本发明的最佳实施例，伴随附图来说明它的一个例子。
实现本发明的最好方式
参照图1，它表示一个非晶质金属连续铸造系统，由它可(1)铸造细丝;(2)在飞行时俘获细丝;(3)拉紧细丝并传送到卷轮上;及(4)将细丝卷绕到卷筒里。正如所示，熔融的合金从喷丝头〔12〕压挤出来到快速运动的冷却表面或滚筒〔14〕上，以便形成细丝〔16〕，随着铸造过程，细丝〔16〕被通常由标记数〔18〕所指明的传送器件俘获并拉紧。在图1和图2的三个位置，细丝传送并卷绕到转动的卷轮〔20〕上。
转台〔21〕还带有另外一个卷轮〔20a〕(见图2)，当使用卷轮〔20〕卷绕的过程完成以后，转台〔21〕转换角度以定位卷轮〔20a〕来卷绕细丝。
正如所示，传送器件〔18〕包括两个对立并相对旋转的刷辊〔22〕，组成一个钳子来接收细丝〔16〕。刷辊〔22〕装在框架〔24〕上，并连接到关联刷辊的驱动马达上(未示出)。刷辊〔22〕以比单独的细丝运动快的速度转动，以便细丝不断地越过和滑移，从而保持在细丝〔16〕行进时所要求的拉紧状况。拉紧使刷辊〔22〕和铸造表面〔14〕间的细丝消除有害的松动和摆动。结果是，细丝可以钳制的方式安置到卷轮〔20〕的轴上，以备钳位和卷绕到卷筒里去。
上述的传送器件〔18〕的元件可以总称为卷线头〔28〕。卷线头〔28〕由二根管状支撑件〔30〕垂直地支撑，支撑杆〔30〕能垂直地滑行通过传送部件〔32〕里的管道。支撑杆〔30〕的上端被固定到凸轮随动部件〔34〕上，凸轮随动部件〔34〕有一个滚拉轴承，用以沿着U型框架〔40〕所支撑的凸轮盘〔38〕的凸轮轮廓线〔36〕追踪。
传送部件〔32〕可以由通常的气缸(未示出)或在已知技术里的任何其他的驱动装置横越构架来水平地驱动。当传送部件〔22〕被横越过构架驱动时，凸轮随动部件〔34〕在凸轮轮廓线〔36〕上向着位置B追踪，如透视图所示(图1)，这样导致管状支撑杆〔30〕垂直地滑动，并顺畅地通过传送部件〔32〕，以便使卷线头〔28〕向着卷轮〔20〕并在卷轮〔20〕上方运动(见图2)。然后，在细丝〔16〕拉过卷轮〔20〕以后，当凸轮随动部件〔34〕向下跟踪凸轮轮廓线〔36〕时，卷线头〔28〕便向下驱动。这导致细丝〔16〕稳固并强制地置于卷轮〔20〕的轴〔42〕上。在此位置，刷辊〔22〕以超限运动的形式连续转动，以便适当地拉紧细丝〔16〕、并拉细丝引出线以适当地切割，这将在下面详细地讨论。
在细丝〔16〕拉过卷轮〔20〕并向下拉，从而与卷轴〔42〕牢固地接触以后，依靠卷线头〔28〕，本发明的钳位和切割装置〔50〕就启动(见图3和4)。钳位和切割装置〔50〕先对卷轮〔20〕提供一个钳住细丝〔16〕的钳位动作，然后对来自卷轮的细丝引出线提供一个切割动作来进行切割，从而使平稳的卷绕动作避免被引出线破坏。
如所示的那样，钳位和切割装置〔50〕包括一个装在卷轮〔20〕上面的机体〔53〕里的钳位和切割相联合的部件〔52〕，钳位和切割部件〔52〕包括一个转动轴〔57〕连结的可移动的钳位臂〔56〕。钳位臂〔56〕包括一个自由刃口〔58〕，它邻近钳位臂面对细丝〔16〕行进方向一侧的卷轴或卷绕表面〔42〕，并置于其上方(注意图4、5和6)。钳位臂〔56〕还装备有一个弧形的下表面〔59〕，用以稳固地嵌入和钳住细丝〔16〕到对应的卷轴〔42〕的凹槽内。
驱动装置使旋转轴〔57〕转动，并使钳位臂〔56〕从离开卷轮〔20〕的轴〔42〕的开启位置(示于图4的虚线)到闭合位置(示于实线)，在那里，钳位臂处于钳位啮合。在闭合位置，钳位臂〔56〕用于稳固并强制地钳住细丝〔16〕到卷轮〔20〕上去。如图所示，驱动装置还包括一个如象离心重锤〔59〕那样的位移工具，适用于对钳位臂〔56〕产生一个用补偿的闭合力，以许可不经调节而在卷轮〔20〕旋转的宽的速度范围内成功地作钳位和切割的操作。重锤〔59〕可滑动地安装在园柱体〔60〕内，园柱体〔60〕在机体〔53〕内沿径向伸展到卷轮〔20〕上，这样，当卷轮〔20〕转动时，在园柱体〔60〕内的重锤随离心力而离开卷轮〔20〕向外运动。闭合钳位臂〔56〕就是用这个离心力，这是通过用钢索〔61〕将重锤〔59〕连接到转动轴〔57〕来进行的。
如图4和图6所示，钢索〔61〕的一端缠绕在带动钳位臂〔56〕的转动轴〔57〕周围，钢索〔61〕另一端与重锤〔59〕连接。当离心重锤〔59〕在园柱体〔60〕内离开卷轮〔20〕向外移动时，它拉动钢索〔61〕连接到转动轴〔57〕上的一端。这样，钢索〔61〕便用于将卷轮〔20〕转动时在重锤〔59〕上产生的离心力转换为对于转动轴〔57〕的转矩。转动轴〔57〕在轴承座〔57a〕内顺利地转动。由此产生的转动轴〔57〕的转动用于闭合钳位臂〔56〕来将细丝〔16〕钳到卷轮〔20〕上。
驱动装置还包括一个夹持元件〔62〕，元件〔62〕包括一个容纳钳位臂〔56〕及可以放开处于开启位置的钳位臂的凹槽。
再进一步，驱动装置还包括一个由标记数〔66〕所指明的通常的刹车机构。刹车机构〔66〕适用于放松刹车部件〔62〕以便许可离心重锤〔59〕在园柱体〔60〕里向外移动。并使转动轴〔57〕转动，导致钳位臂运动而进到闭合位置(如附图实线所示)，特别是，刹车装置包括一个利用孔〔74〕装在座子〔76〕上的螺管〔68〕，螺管杆〔70〕和操纵杆〔72〕。当想把细丝卷绕到卷轮〔20〕上的时候，驱动螺管〔68〕，带动螺管杆〔70〕而使操纵杆〔72〕绕枢轴从开启位置(用虚线表示)转到刹车位置(用实线表示)。在刹车位置，操纵杆〔20〕碰到夹持元件〔62〕，并使它绕着孔〔78〕转动，从而把钳位臂〔56〕从凹槽里放出来，然后离心重锤〔59〕便在园柱体里向外运动，这个运动从转动轴〔57〕拉钢索〔61〕，因而引起转动轴〔57〕转动，它使钳位臂〔56〕从开启位置(用虚线表示)沿箭头A的方向到闭合位置(用实线表示)供嵌入细丝〔16〕和夹持细丝〔16〕到卷轮〔20〕上。
如图3和图4所示，刹车机构〔66〕是置于沿着卷轮〔20〕转动途经上部的时控位置以碰上和放开夹持元件。这就保证当卷轮〔20〕处于其一个转动点时，钳位臂〔56〕闭合而钳住细丝，在那一点上，切割臂的自由刃口〔58〕是置于卷绕表面或卷轴〔42〕上面，并离开细丝(见图5A)。因此，本发明的钳位和切割装置〔50〕起初仅提供一个钳位动作，夹持细丝〔16〕到卷轮〔20〕上去。
有利的是，不象在先技术弹簧驱动装置，由离心重锤〔59〕供给来闭合钳位臂的力与卷轮〔20〕的转动速度成正比的。例如，当卷轮〔20〕不转时，离心闭合力为零。当然，这许可钳位臂〔56〕在其被夹持元件〔62〕嵌入的开启位置方便而安全地重新装置。要知道轻质弹簧〔79〕可以用来位移园柱体〔60〕里的离心重锤〔59〕，在重新装置钳位臂〔56〕操作时对抗重力。而且，由于所提供的闭合力正比于卷轮〔20〕的转动速度，卷轮〔20〕转动得越快，由离心重锤〔59〕和钢索〔61〕加到钳位臂〔56〕上的力就越大。这样，离心重锤〔59〕补偿并抵消力图使钳位臂〔56〕直接从卷轮〔20〕出来到开启位置的转动力。这些抵抗钳位臂〔56〕闭合的转动力正是随着转动速度增加而增加的。
而且，由离心重锤〔59〕所提供的，在卷轮转动速度增加时增加的闭合力用于更快地闭合钳位臂〔56〕。这样，即使在一个很大的速度范围内，本发明保证提供有适当钳位动作的设备来在自由刃口接触细丝之前夹持细丝到卷轮〔20〕上去(注意图5A)。
然而，在钳位以后，当轮〔20〕在图5A-5C的箭头方向继续转动时，细丝引出线〔80〕被卷线头〔28〕的、转动的刷辊〔22〕拉到贴着钳位臂〔56〕的刃口〔58〕(将图2和图5结合起来看)。这用于切断来自卷轮〔20〕的细丝引出线，因而使引出线不致破坏细丝〔16〕平稳地卷绕到轮上。切下的细丝头〔80〕拉经转动的辊〔22〕而抛在一边。
概括说来，由于使用了本发明的原理，已经叙述出许多益处。特别是，在将行进的细丝〔16〕卷绕到转动的储存轮〔20〕上去时的过程里，提供一个单个的机构来分别完成钳位和切割两个功能。有利的是，本发明包括最少数目的零件，因而更可靠并较少化费，而且提供分离的机构来各自完成钳位和切割的功能。此外，装置〔50〕起初稳固地、强制地将细丝〔16〕钳到卷轮〔20〕上，接着切离细丝引出线〔80〕，以便保证平稳地、无故障地卷绕细丝。还应承认，由于不需要相配合的刃口，避免了调整不当及由此引起的切割器不正常工作。由于当轮〔20〕单纯地转动以卷绕细丝时，旋转的刷辊〔22〕强制拉细丝贴着钳位臂〔56〕的刃口，用本发明的设备和方法保证了切割的功能。
上面已经用插图和文字描述介绍了本发明的一个最佳实施例，它并不被确定为是完善的，也并不打算将发明限制到所揭示的特定的形式。借助以上技术，可能作各种各样的修改和变换。选择并描述实施例以供最好地具体说明发明的原理及其实际应用，因而使本专业的普通的技术人员能够将发明用于各种实施例。并作各种变换以适用于所期望的特殊的用途。当按照本发明的从属权项公正、合法、合理的宽度来解释时，所有这些改进和变换都在本发明由从属权项所规定的范围里。
权利要求
1.一种夹持行进的铸造细丝或类似物于旋转的卷轮的轴上的钳位和切割设备，包括一组装得与卷轮一起转动的钳位和切割相结合的部件，所说的部件包括一个带有邻近所述卷轮轴的表面的自由切割工具的钳位臂，卷轮轴在钳位臂的面对细丝行进方向的一侧；将所述的钳位臂从离开卷轮轴的开启位置运动到闭合位置的驱动装置，其中，钳位臂与卷轮轴上的细丝钳位啮合，以便夹持行进的细丝于轮上，以及当卷轮随着钳位啮合而转动时，拉细丝引出线贴着切割工具，以便清除掉所述的钳位臂上游的所述的细丝的装置。
2.按权项1所述的钳位和切割设备，其中，所述的钳位臂的自由切割工具当处于闭合位置时，是置于所述的卷轮轴表面的上方。
3.按权项1所述的钳位和切割设备，其中所述的驱动装置包括一个适于将钳位臂从开启位置移动到闭合位置的自补偿位移装置。
4.按权项3所述的钳位和切割设备，其中，所述的自补偿位移装置包括一个装在一个机体内的、与卷轮连接的离心重锤装置，由此，所述的位移装置的作用力与卷轮的速度成比例地增加。
5.按权项4所述的钳位和切割设备，其中，所述的离心重锤装置包括一个可滑动地安装在圆柱体内的离心重锤，圆柱体在所述的机体内径向地向卷轴伸展。
6.按权项5所述的钳位和切割设备，其中，所述的钳位臂装配到所述机体内的旋转轴上，所述的离心重锤装置包括将所述的离心重锤连接到所述的旋转轴上的钢索，所述钢索，绕在所述的旋转轴上，用来将由所述的重锤所产生的离心力转换为旋转轴上的转矩，从而在卷轮转动时将所述的钳位臂从开启位置移动到闭合位置。
7.按权项3所述的钳位和切割设备，其中，所述的驱动装置进一步包括一个适用于在所述的钳位臂处于开启位置时可放开它的夹持工具。
8.按权项7所述的钳位和切割设备，其中，所述的驱动装置进一步包括一个适用于放松所述的夹持工具，从而许可所述的位移装置将所述的钳位臂移动到进入闭合位置，以钳位和夹持细丝到卷轮上去的刹车装置。
9.一种用于钳住行进中的细丝或类似物到转动的卷轮上并切割细丝引出线的方法，包括当细丝由传送器拉过卷轮时拉紧细丝;利用钳位和切割相结合的部件将细丝钳位到卷轮上，部件开动以嵌入细丝和卷轮。以及，当卷轮随同钳位啮合转动时，拉细丝贴住钳住和切割相联合的部件的切割工具，以便切割来自卷轮的引出线。
10.权项9的方法，其中，引出线是被拉着贴到位于卷轮轴上方的自由刀刃而切割的。
专利摘要
一种用来卷绕由传输装置送来的行进中的细丝或类似物的设备和方法。该设备包括一个同卷轮一起转动的钳位和切割相结合的部件，该部件包括一个有面向细丝行进方向的自由切割刀的、可绕枢轴转动的悬臂，当驱动时，悬臂从一个离开卷轮的开启位置到闭合位置，在那里，悬臂嵌入细丝和卷轮，以便在卷轮上夹持行进的细丝。随着钳位啮合，当卷轮继续旋转时，转动的刷辊拉动细丝引出线，迫使细丝贴着刃口，以便切割细丝引出线。
文档编号B65H54/00GK85105182SQ85105182
公开日1986年12月24日 申请日期1985年6月29日
发明者克里斯琴·J·津格勒 申请人:阿莱德公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan