Устройство и способ для формирования катушки
Изобретение относится к области прокатки проволоки. Устройство содержит расположенную вертикально оправку (10b), имеющую верхний конец (10а), предназначенную для окружения свободно падающими кольцами. Вертикально расположенная опорная колонна (18) расположена вблизи указанной оправки (10b). Экономичность и упрощение систем регулирования и координации узлов устройства обеспечивается за счет того, что узлы (20; 22) верхней и нижней пластин для катушки опираются с возможностью регулирования по вертикали на опорную колонну (18). Приводная система регулирует по вертикали узлы (20; 22) пластин для катушки с опусканием, во время которого свободно падающие кольца, окружающие оправку (10b), сначала накапливаются на узле (22) верхней пластины для катушки перед передачей на узел (22) нижней пластины для катушки. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Ссылки на родственные заявки
Данная заявка претендует в соответствии со ст. 119 Патентного закона США на приоритет временной заявки № 61/731115, поданной 29 ноября 2012, полное содержание которой включается в данное описание.
Область техники, к которой относится изобретение
Варианты выполнения данного изобретения относятся в целом к проволочным прокатным станам, в которых горячекатаное изделие формируется в последовательность спиральных колец, которые подвергаются управляемому охлаждению при транспортировке с перекрытием друг друга на конвейере. Данное изобретение относится, в частности, к улучшенному устройству и способу для приема колец при их свободном падении с подающего конца конвейера и для собирания колец в цилиндрические катушки.
Уровень техники
В устройстве для формирования катушки, раскрытом в патенте США № 6073873 (Shore и др.), опора для катушки, формируемой из свободно падающих колец, обеспечивается первоначально с помощью узла верхней пластины для катушки, а затем с помощью узла нижней пластины для катушки, на который передается растущая катушка при продолжении процесса формирования катушки до его завершения. Два узла пластины для катушки взаимодействуют друг с другом для обеспечения формирования катушки так называемым бесступенчатым образом, т.е. без резкого падения пакетов колец. Однако преимущества этого способа сопровождаются значительными недостатками, не последним из которых является чрезмерно сложная и дорогостоящая система для опоры, вертикального регулирования и координации движения двух узлов пластины для катушки.
Сущность изобретения
В широком смысле, варианты выполнения данного изобретения устраняют указанные выше недостатки посредством создания улучшенного устройства и способа для опоры и вертикального регулирования узлов пластины для катушки. По сравнению с устройством, раскрытом в указанном выше патенте, варианты выполнения данного изобретения менее дорогие, более компактные и более простые в работе и управлении.
В примерах выполнения данного изобретения устройство содержит расположенную вертикально оправку, имеющую верхний конец, предназначенный для окружения свободно падающими кольцами. Вертикально расположенная опорная колонна расположена вблизи оправки, и узлы верхней и нижней пластины для катушки опираются с возможностью регулирования по вертикали на опорную колонну. Приводная система регулирует по вертикали узлы пластины для катушки с опусканием, во время которого падающие кольца, окружающие оправку, сначала накапливаются на узле верхней пластины для катушки перед передачей на узел нижней пластины для катушки.
Приводная система предпочтительно содержит зубчатую рейку, проходящую вертикально вдоль длины опорной колонны. Шестерни, установленные на узлах пластины для катушки, находятся в зацеплении с зубчатой рейкой, и электродвигатели, установленные на узлах пластины для катушки, приводят во вращение шестерни.
Опорная поверхность узла нижней пластины для катушки предпочтительно прервана выемками, через которые можно опускать узел верхней пластины для катушки для выполнения передачи первоначально накопленных колец с узла верхней пластины для катушки на узел нижней пластины для катушки.
Предпочтительно, во время передачи первоначально накопленных колец с узла верхней пластины для катушки на узел нижней пластины для катушки можно приводить в действие приводную систему для одновременного опускания обоих узлов пластины для катушки с различными скоростями, выбранными для обеспечения плавной передачи.
Предпочтительно, каждый узел пластины для катушки включает несколько сегментов в виде плеч, которые можно регулировать между закрытыми положениями, охватывающими оправку, на пути прохождения свободно падающих колец, и открытыми положениями, удаленными от оправки и из указанного пути.
Эти и другие признаки и преимущества данного изобретения становятся более понятными из приведенного ниже подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На чертежах изображено:
фиг. 1 - устройство, согласно примеру выполнения данного изобретения, на виде сбоку;
фиг. 2 - устройство, согласно примеру выполнения данного изобретения, в изометрической проекции спереди;
фиг. 3 - горизонтальный разрез по линии 3-3 на фиг. 1;
фиг. 3А - заключенная в окружность зона на фиг. 3 в увеличенном масштабе;
фиг. 4 - горизонтальный разрез по линии 4-4 на фиг. 1; и
фиг. 5А-5F - пример выполнения данного изобретения, иллюстрирующий последовательные стадии процесса формирования катушки.
Подробное описание
Компоненты, описание которых приводится ниже и образующих различные варианты выполнения, имеют иллюстративный, а не ограничительный характер. Множество подходящих компонентов, которые могут выполнять ту же или аналогичную функцию, входят в объем вариантов выполнения данного изобретения.
Ниже приводится подробное описание вариантов выполнения данного изобретения со ссылками на фигуры, на которых подобные части обозначены одинаковыми позициями.
Как показано на фиг. 1 и 2, устройство, согласно примеру выполнения данного изобретения, содержит вертикально расположенную оправку 10, имеющую верхний конец 10а (обычно называемый носовым конусом), отделяемый от нижнего ствола 10b. Ствол 10b оправки и вспомогательный ствол 10b’ расположены ортогонально на основании 12. Основание установлено с возможностью вращения вокруг оси А.
Верхний конец 10а оправки 10 выступает вверх в формовочную камеру 14 и предназначен для окружения кольцами R, свободно падающими с подающего конца конвейера 16.
Расположенная вертикально опорная колонна 18 расположена вблизи оправки 10. Верхний и нижний узлы 20, 22 пластины для катушки установлены с возможностью регулирования по вертикали на опорной колонне 18. Как показано на фиг. 3 и 3А, узел 20 верхней пластины для катушки имеет множество роликов 24, предназначенных для контакта с направляющими рельсами 26 на опорной колонне 18.
Узел 20 верхней пластины для катушки установлен с возможностью вертикального регулирования с помощью приводной системы, состоящей из зубчатой рейки 28, проходящей вертикально вдоль опорной колонны 18. С зубчатой рейкой 28 находится в зацеплении шестерня 30, установленная на валу 32, приводимом во вращение электродвигателем 34 или т.п.
Как показано на фиг. 4, узел 22 нижней пластины для катушки аналогичным образом снабжен множеством роликов, находящихся в контакте с направляющими рельсами опорной колонны, и шестерней 30, находящейся в зацеплении с зубчатой рейкой 28 и установленной на валу 32, приводимом во вращение электродвигателем 34.
Как показано на фиг. 3, узел верхней пластины для катушки включает опорную поверхность, разделенную на сегменты в виде пары плеч 36. Приводимая в действие электродвигателем соединительная система 38 служит для поворотного регулирования плеч 36 между закрытыми положениями, охватывающими оправку 10, и на пути прохождения колец, окружающих оправку, и открытыми положениями (изображенными прерывистыми линиями), удаленными от оправки и указанного пути прохождения. Плечи имеют гребенчатые внутренние кромки, образующие пальцы 40, разделенные выемками 42.
Как показано на фиг. 4, узел 22 нижней пластины для катушки также включает опорную поверхность, разделенную на сегменты в виде пары плеч 44. Приводимая в действие электродвигателем соединительная система 46 служит для регулирования плеч 44 между закрытыми положениями, охватывающими оправку 10, и открытыми положениями (изображенными прерывистыми линиями), удаленными от оправки 10 и пути прохождения колец, окружающих оправку.
Как показано на фиг. 2, опорная поверхность узла 22 нижней пластины для катушки задана цоколями 48 на плечах 44. Цоколи 48 разделены выемками 50.
Когда плечи как верхнего, так и нижнего узлов пластины для катушки закрыты, то пальцы 40 узла 20 верхней пластины для катушки находятся на одной линии с выемками 50 узла 22 нижней пластины для катушки, и цоколи 48 узла нижней пластины для катушки находятся на одной линии с выемками 42 узла 20 верхней пластины для катушки.
На нижнем конце каждого ствола 10b, 10b' оправки основание 12 снабжено цоколями 52, разделенными выемками (обозначены позицией 54 на фиг. 1). Когда плечи 44 узла 22 нижней пластины для катушки закрыты, то цоколи 48 находятся на одной линии с выемками 54 между цоколями 52 основания 12, и цоколи 52 находятся на одной линии с выемками 50 между цоколями 48 плеч 44.
Ниже приводится описание работы устройства в ходе типичной операции формирования катушки со ссылками на фиг. 5А-5F.
На стадии, показанной на фиг. 5А, кольца R свободно падают с подающего конца конвейера 16, при этом они собираются вокруг верхнего конца 10а оправки. Кольца собираются в растущую катушку С на опорных поверхностях (при закрытых плечах 36) узла 20 верхней пластины для катушки. Узел 20 верхней пластины для катушки постепенно опускается с выбранной скоростью для удерживания вершины собранной катушки С на уровне L, а узел 22 нижней пластины для катушки поднимается, при этом его плечи 44 находятся в открытом положении.
На фиг. 5В показаны два узла пластины для катушки в движении, при этом узел верхней пластины для катушки продолжает опускание со скоростью, удерживающей вершину катушки С на уровне L.
В показанной на фиг. 5С стадии пальцы 40 узла 20 верхней пластины для катушки опускаются через выемки 50 между цоколями 48 узла 22 нижней пластины для катушки для передачи за счет этого накопленной катушки С на узел 22 нижней пластины для катушки. Предпочтительно, во время передачи оба узла пластины для катушки опускаются одновременно с разницей скоростей, выбранной для максимизации плавности передачи.
На фиг. 5D показано продолжение опускания узла 22 нижней пластины для катушки после формирования полной катушки. Узел верхней пластины для катушки продолжает подниматься в направлении самого верхнего положения.
На фиг. 5Е цоколи 48 узла 22 нижней пластины для катушки опустились через выемки 54 между цоколями 52 основания 12, перенося тем самым опору катушки С на основание 12. Узел 20 верхней пластины для катушки снова постепенно опускается во время формирования следующей последовательной катушки C'.
В этом состоянии приводится в действие механизм 56 известной конструкции для опоры верхнего конца 10а оправки, с целью обеспечения возможности отвода ствола 10b оправки на величину, достаточную для выполнения вращения основания 12 вокруг оси А.
На стадии, показанной на фиг. 5F, основание 12 поворачивается для переориентации нагруженного ствола 10b горизонтально, и для позиционирования вспомогательного ствола 10b' вертикально. Ствол 10b' выдвигается для обеспечения снова опоры верхнего конца 10а оправки, механизм 56 выключается, узел 20 верхней пластины для катушки продолжает опускаться по мере накопления следующей катушки С', и узел 22 нижней пластины для катушки снова поднимается до уровня, на котором он располагается для участия в следующей передаче.
Хотя выше раскрыты примеры выполнения изобретения, возможно выполнение модификаций, добавлений и изъятий без выхода за идею и объем изобретения и его эквивалентов, указанных в прилагаемой формуле изобретения.
1. Устройство для приема и сбора в катушку спирально сформированных колец, свободно падающих с подающего конца конвейера, содержащее расположенную вертикально оправку, имеющую верхний конец, предназначенный для окружения свободно падающими кольцами, вертикально расположенную опорную колонну, расположенную вблизи указанной оправки, узлы верхней и нижней пластин для катушки, опирающиеся на указанную опорную колонну с возможностью регулируемого перемещения по вертикали, и приводную систему для регулируемого перемещения по вертикали узлов пластин для катушки с возможностью опускания и накапливания во время упомянутого опускания свободно падающих колец, окружающих указанную оправку, первоначально на указанном узле верхней пластины для катушки перед передачей на указанный узел нижней пластины для катушки.
2. Устройство по п. 1, в котором указанная приводная система содержит зубчатую рейку, проходящую вертикально вдоль длины указанной опорной колонны, шестерни, установленные на указанных узлах пластин для катушки, при этом указанные шестерни находятся в зацеплении с указанной зубчатой рейкой, и первые приводные электродвигатели для привода во вращение шестерней для регулирования по вертикали указанных узлов пластины для катушки.
3. Устройство по п. 1, в котором указанный узел нижней пластины для катушки имеет опорную поверхность, разделенную выемками, выполненное с возможностью осуществления передачи первоначально накопленных колец с указанного узла верхней пластины для катушки на указанный узел нижней пластины для катушки посредством опускания указанного узла верхней пластины для катушки через указанные выемки до уровня ниже указанной опорной поверхности.
4. Устройство по п. 3, в котором указанная приводная система выполнена с возможностью одновременного опускания обоих узлов пластин для катушки в процессе передачи первоначально накопленных колец с указанного узла верхней пластины для катушки на указанный узел нижней пластины для катушки.
5. Устройство по п. 1, в котором указанные узлы пластин для катушки включают несколько сегментов, при этом устройство имеет вторую приводную систему для управления упомянутыми сегментами между закрытыми положениями, охватывающими оправку, на пути прохождения указанных свободно падающих колец, и открытыми положениями, удаленными от указанной оправки и с указанного пути.
6. Устройство для приема и сбора в катушку спирально сформированных колец, свободно падающих с подающего конца конвейера, содержащее расположенную вертикально оправку, имеющую верхний конец, предназначенный для окружения свободно падающими кольцами, вертикально расположенную опорную колонну, узлы верхней и нижней пластин для катушки, опирающиеся на указанную опорную колонну, причем узел нижней пластины для катушки имеет опорную поверхность, разделенную выемками, первую приводную систему для позиционирования указанного узла верхней пластины для катушки на указанной опорной колонне на первом уровне над указанным узлом нижней пластины для катушки, с возможностью временного накапливания на этом уровне свободно падающих колец на указанном узле верхней пластины для катушки, при этом указанная первая приводная система выполнена с возможностью опускания указанного узла верхней пластины для катушки через выемки в опорной поверхности указанного узла нижней пластины для катушки до второго уровня ниже указанной опорной поверхности, для осуществления передачи колец, временно накопленных на указанном узле верхней пластины для катушки, на указанную опорную поверхность, вторую приводную систему для удаления указанного узла верхней пластины для катушки из-под указанной опорной поверхности, при этом первая приводная система выполнена с возможностью опускания указанного узла нижней пластины для катушки в процессе непрерывного накопления на нем колец.
7. Способ приема и сбора в катушку спирально сформированных колец, свободно падающих с подающего конца конвейера, посредством вертикально расположенной оправки с верхним концом, предназначенным для окружения свободно падающими кольцами, включающий размещение вертикально расположенной опорной колонны вблизи указанной оправки, установку на указанной опорной колонне, с возможностью регулируемого перемещения по вертикали, узлов верхней и нижней пластин для катушки и регулируемое перемещение по вертикали указанных узлов пластин для катушки с опусканием, при котором свободно падающие кольца, окружающие указанную оправку, первоначально собирают на указанном узле верхней пластины для катушки перед передачей на указанный узел нижней пластины для катушки.
8. Способ по п. 7, в котором оба указанных узла пластин для катушки опускают одновременно с различными скоростями во время передачи временно накопленных колец с указанного узла верхней пластины для катушки на указанный узел нижней пластины для катушки.
9. Способ по п. 7, в котором используют указанный узел нижней пластины для катушки, имеющий опорную поверхность, разделенную выемками, при этом указанный узел верхней пластины для катушки первоначально располагают для временного накопления свободно падающих колец на верхнем уровне над указанным узлом нижней пластины для катушки, а передачу указанных временно накопленных колец осуществляют посредством постепенного опускания указанного узла верхней пластины для катушки через упомянутые выемки до нижнего уровня под указанной опорной поверхностью.
10. Способ по п. 9, в котором используют узел нижней пластины для катушки, опорная поверхность которого разделена на несколько сегментов, окружающих указанную оправку и находящихся на пути прохождения свободно падающих колец, при этом после опускания указанного узла верхней пластины для катушки до указанного нижнего уровня, указанные сегменты устанавливают в открытые положения, удаленные от указанной оправки и от указанного пути, а указанный узел верхней пластины для катушки поднимают до первоначального положения, при этом указанные сегменты переводят снова в положение окружения указанной оправки и на указанный путь.
