CN1921962A - 用于轧制或拉制长产品的盘绕设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于轧制或拉制长产品的盘绕设备和方法。用于轧制或拉制长产品的盘绕设备(10)和相关盘绕方法，该设备包括相对于中心纵向轴线(X)可旋转并以悬臂的方式设置的卷筒(11)，所述长产品在卷筒(11)上卷绕成相邻和叠置的螺线(33)，以便形成具有圆环形几何形状的紧凑的线卷(31)，该线卷的侧面基本上垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角。卷筒(11)包括基本垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角并限定所述线卷(31)的第一侧面的凸缘(12)。卷筒(11)还包括限定形成线卷(31)的芯部的柱状表面的第一臂件(13)，和与该凸缘(12)相对并限定该线卷的第二侧面的第二臂件(14)。该第一和第二臂件(13，14)可在第一线卷形成位置和第二线卷取下位置之间移动。

Description

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盘绕方法，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：第一线卷形成位置，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连接到卷筒上的设备。
现有技术还包括以下文献：US-A-2,529,185；US-A-3,105,653；DE-A-3.216.397和DE-A-3.809.496。
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21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。
根据本发明设备的特征性特点，卷筒包括能够限定形成线卷的芯部的柱状表面的第一臂件，和能够限定线卷的侧面的第二臂件。该第一和第二臂件可在第一线卷形成位置和第二线卷取下位置之间移动。
在一种形式的实施例内，第一臂件在其第一位置基本上平行于卷筒的中心纵向轴线，而在其第二位置相对于所述中心纵向轴线倾斜，以便限定朝卷筒的悬臂端会聚的基本为截头圆锥形的表面。
第二臂件在其第一位置基本上垂直于卷筒的中心纵向轴线或与其形成很大的夹角，而在其第二位置基本上平行于所述中心纵向轴线并位于形成的线卷所占空间的外部。
在另一种形式的实施例内，第一臂件包括绕中心纵向轴线以一定间隔设置的多个轴向臂，而第二臂件包括绕中心纵向轴线以一定间隔设置的多个容纳臂。
附图说明
从下文参照附图作为非限定示例给出的对优选实施例的说明中可清楚地看到本发明的这些和其它用途和优点，在该附图内：
-图1是应用于盘绕机械的根据本发明的盘绕设备的侧部的局部视图；
-图2是图1中设备的放大的细部的三维视图；
-图3示出图1中设备的第一变型。
具体实施方式
参照图1，根据本发明的盘绕设备10能够获得长产品36的线卷31，该长产品包括例如具有圆形横截面的金属线。
盘绕设备10包括可旋转地并以悬臂的方式安装在固定柱状轴32上的卷筒11，该卷筒设置成与纵轴X同轴。卷筒11的相对于固定轴32的旋转可以通过任何已知的方式例如利用附图内未示出的驱动件来实现。附图内未示出的适当的已知引导、定位和驱动装置以及所有其它必需的装置设置在卷筒11和相关驱动件之间。
卷筒11包括设置成垂直于纵轴X或与其形成很大夹角的容纳凸缘12。凸缘12包括壁135，该壁限定要形成的线卷31的侧面。壁135可相对于卷筒11固定，或可沿轴向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置开始循环并形成线卷31的第一圈/层螺线，在第二位置形成同一线卷31的剩余部分。
凸缘12与卷筒11的中心体部30稳定地例如一体地相关联。
在中心体部30上设有多个轴向臂13，附图中仅示出这些臂中的一个，所述多个轴向臂设置成成角度地偏置并基本平行于旋转轴线X。更确切地说，每个轴向臂13绕销15枢转连接到中心体部30。
每个轴向臂13能够处于第一位置和第二取下位置，第一位置用于形成线卷31，以允许卷绕金属线36，第二取下位置可取下或抽出制成的线卷31，从而从卷筒11的悬臂端沿轴向取下所述线卷。
在轴向臂13的第一位置，金属线36靠置在其上的该轴向臂的上表面34限定了形成线卷31的芯部的基本为柱状的表面。在第二取下位置，每个轴向臂13的所述上表面34限定截头圆锥形，较小直径部分朝向卷筒11的悬臂端。
此外，在卷筒11的中心体部30的前部终端部分即对应于卷筒11的悬臂端的端部上，安装有至少两个容纳臂14，在附图中仅能看到一个容纳臂，每个容纳臂枢转连接到销20。
容纳臂14能够设置在图1内所示的第一位置，在该第一位置所述容纳臂通过各自的壁35限定与凸缘12的壁135限定的侧面相对的线卷31的侧面；并且容纳臂14能够通过旋转设置到第二位置，在该位置所述容纳臂处于与取下线卷31的轴向路径不会干涉的位置。为此，每个销20的位置被计算成使对应容纳臂14的旋转不会干涉已经形成的线卷31。
根据一种形式的实施例，每个容纳臂14包括倾斜壁40(图1和2)，在形成线卷31的位置所述倾斜壁与轴向臂13的对应的倾斜边缘41接触，以便将轴向臂保持处于其的第一位置，即平行于纵向轴线X。这样，容纳臂14有助于抵抗在线卷31形成期间在该线卷内出现的力，该力趋向于朝纵轴X推动轴向臂13。
此外，容纳臂14在第二取下位置设置成使得当轴向臂13处于第二位置时，所述容纳臂容纳在轴向臂13的上缘内侧。
根据一个实施例，凸缘12具有堆放环28，该堆放环沿轴向延伸并用于形成线卷31的第一圈后部螺线33。
根据一个实施例，容纳臂14具有下部齿27，该下部齿与臂35配合设置以便至少支承线卷31的内部螺线33，并有助于使所述螺线33向相反的方向堆放。
根据一种形式的实施例，在卷筒11的中心体部30和每个轴向臂13之间设置有临时夹紧装置，如图1所示，该临时夹紧装置包括千斤顶22，该千斤顶的轴插入夹紧和定位轴套23。所述临时夹紧装置22仅在堆放螺线33的步骤期间起作用。
轴向臂13和容纳臂14可通过轴、千斤顶、驱动装置、杆或其它装置从其第一位置驱动到第二位置，或从第二位置驱动到第一位置。
在如图1所示的一种形式的实施例内，通过安装成能够在固定的中心轴32内滑动的杆17来实现上述驱动。杆17由稳定地固定在驱动件上的一个或多个千斤顶21驱动，以进行预定的行程，并且杆17可在其本身的内部包括引导冷却液、润滑剂和/或驱动液甚至用于传感器、控制装置或其它装置的电缆的通道。
根据一种形式的实施例，杆17沿轴向被穿孔。
在图1所示形式的实施例中，杆17连接到操纵杆16，并且在前部终端部分具有齿条装置18。
操纵杆16也连接到轴向臂13，从而杆17的轴向驱动确定了各个轴向臂13从它们的第一位置到第二位置的位移。
齿条装置18作用在在每个容纳臂14的下部区域19内形成的周向齿圈119上，从而杆17的轴向位移使得容纳臂14在它们的第一位置和第二位置之间旋转。
为了控制杆17，可设置驱动装置而不是千斤顶装置21，该驱动装置使杆17沿顺时针或逆时针方向旋转。在此情况下(图2)，在杆17上具有蜗杆装置118，该蜗杆装置与形成在操纵杆16上和容纳臂14的区域19上的对应的周向齿圈119配合。蜗杆装置118具有合适的节距以便使杆16和容纳臂14实现甚至是彼此不同的必要的旋转。这允许获得与图1所示形式的实施例相同的效果。
图3详细地示出容纳臂14，该容纳臂包括以区域19结束的支承件24，所述区域设有位于中心的旋转销20插入其中的孔120，并设有所述周向齿圈119形成在其中的周面26。支承件24与前板25一体，该前板限定壁35和齿27，并且包括经过导角的边缘以便防止干涉和阻碍。
容纳臂14的数量等于轴向臂13的数量或为其数倍。
与轴向臂13相关联的操纵杆16(图1)与空腔型引导装置配合。
根据图2所示的实施例，卷筒11还包括控制装置36，该控制装置能够控制轴向臂13的第一位置；该控制装置36包括例如压靠在操纵杆16上的螺杆装置。
通过对杆17进行驱动，可使容纳臂14绕销20顺时针旋转(图1)，直到容纳臂处于第二位置。在此第二位置，支承面40与轴向臂13的倾斜边缘41分离，从而允许轴向臂移动到其第二位置。
但是显然的是，可对此前所述的盘绕设备10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，尽管已结合一些具体示例说明了本发明，但是本领域内的技术人员应能够实现盘绕设备的许多其它等效形式，所有这些都位于本发明的领域和范围内。

Claims (30)

1.一种用于卷绕轧制或拉制长产品的盘绕设备，该设备包括相对于中心纵向轴线(X)可旋转并以悬臂的方式设置的卷筒(11)，所述长产品能够在卷筒(11)上卷绕成相邻和叠置的螺线，以便形成具有圆环形几何形状的紧凑的线卷(31)，该线卷的侧面基本上垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角，其中所述卷筒(11)包括基本垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角并能够限定所述线卷(31)的第一侧面的凸缘(12)，并且其中所述卷筒(11)还包括能够限定形成所述线卷(31)的芯部的柱状表面的第一臂件(13)，和与所述凸缘(12)相对并能限定所述线卷的第二侧面的第二臂件(14)，所述第一臂件(13)和第二臂件(14)可在第一线卷形成位置和第二线卷取下位置之间移动，其特征在于，所述第二臂件(14)设有止挡装置(40)，该止挡装置能够接触所述第一臂件(13)，以在所述第二臂件(14)处于所述第一线卷形成位置之前，防止所述第一臂件(13)从所述第一线卷形成位置移动到所述第二线卷取下位置。
2.根据权利要求1所述的盘绕设备，其特征在于，在所述第一位置所述第一臂件(13)基本上平行于所述中心纵向轴线(X)，而在所述第二位置所述第一臂件相对于所述中心纵向轴线(X)倾斜，以限定朝所述卷筒(11)的悬臂端会聚的基本为截头圆锥形的表面。
3.根据权利要求1或2所述的盘绕设备，其特征在于，所述第一臂件包括绕所述中心纵向轴线(X)以一定间隔设置的多个轴向臂(13)。
4.根据权利要求1、2或3所述的盘绕设备，其特征在于，在所述第一位置所述第二臂件(14)基本上垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角，而在所述第二位置所述第二臂件基本上平行于所述中心纵向轴线(X)并位于所述形成的线卷(31)所占空间的外部。
5.根据上述权利要求中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，所述第二臂件包括绕所述中心纵向轴线(X)以一定间隔设置的多个容纳臂(14)。
6.根据权利要求5所述的盘绕设备，其特征在于，所述容纳臂(14)利用相应的销(20)枢转连接到所述卷筒(11)上，从而在这些容纳臂从所述形成所述线卷(31)的位置移动到所述取下所述线卷(31)的位置期间，所述容纳臂不会干涉所述形成的线卷(31)的螺线(33)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，所述凸缘(12)包括可平行于所述中心纵向轴线(X)移动以轴向定位在预定位置的前壁(135)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，所述凸缘(12)包括堆放环(28)，该堆放环与所述第一臂件(13)配合以限定所述线卷(31)的第一层所述螺线(33)的柱状卷绕表面。
9.根据上述权利要求中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，所述第二臂件(14)包括能够与所述线卷(31)的第一层螺线(33)的最外部螺线配合的支承面(27)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，所述卷筒(11)还包括基本为柱状的中心体部(30)，所述第一臂件(13)和所述第二臂件(14)在该中心体部上枢转。
11.根据权利要求10所述的盘绕设备，其特征在于，第一致动装置(16)安装在所述中心体部(30)上以控制所述第一臂件(13)在所述第一位置和第二位置的一个或另一个之间的移动。
12.根据权利要求11所述的盘绕设备，其特征在于，所述第一致动装置包括枢转连接到所述中心体部(30)的操纵杆(16)。
13.根据权利要求10、11或12所述的盘绕设备，其特征在于，设置在所述中心体部(30)上的临时定位和夹紧装置(22)与所述第一臂件(13)相关联。
14.根据权利要求10到13中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，设置在所述中心体部(30)上的控制装置(36)与所述第一臂件(13)相关联以控制所述第一臂件的第一位置。
15.根据权利要求10到14中任一项所述的盘绕设备，其特征在于，第二致动装置(18、19、26、118、119)安装在所述中心体部(30)上，以控制所述第二臂件(14)在所述第一位置和第二位置的一个或另一个之间的移动。
16.根据权利要求5和15所述的盘绕设备，其特征在于，所述第二致动装置包括与所述容纳臂(14)相关联并与齿条装置(18)或蜗杆装置(118)配合的带齿的元件(26)。
17.根据权利要求12和16所述的盘绕设备，其特征在于，所述操纵杆(16)和所述齿条装置(18)或所述蜗杆装置(118)由杆装置(17)驱动。
18.根据权利要求17所述的盘绕设备，其特征在于，所述杆装置包括设置成与所述中心纵向轴线(X)同轴并可在两个限定位置之间轴向移动的杆(17)。
19.根据权利要求17所述的盘绕设备，其特征在于，所述杆装置包括设置成与所述中心纵向轴线(X)同轴并能沿一个方向或另一个方向旋转预定角度的杆(17)。
20.根据权利要求18或19所述的盘绕设备，其特征在于，所述杆(17)的内部是空心的。
21.一种利用卷筒(11)来盘绕轧制或拉制长产品的盘绕方法，该卷筒(11)相对于中心纵向轴线(X)可旋转并以悬臂的方式设置，所述长产品能够在卷筒(11)上卷绕成相邻和叠置的螺线，以便形成具有圆环形几何形状的紧凑的线卷(31)，该线卷的侧面基本上垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成很大夹角，其中所述卷筒(11)包括基本垂直于所述中心纵向轴线(X)或与其成的倾角很大并能够限定所述线卷(31)的第一侧面的凸缘(12)，其特征在于：在形成所述线卷(31)的第一步骤内，所述卷筒(11)具有基本平行于所述中心纵向轴线(X)的第一臂件(13)，该第一臂件限定形成所述线卷(31)的芯部的柱状表面，和与所述凸缘(12)相对并限定所述线卷(31)的第二侧面的第二臂件(14)；并且在所述形成所述线卷(31)的第一步骤结束时，所述第一臂件(13)和所述第二臂件(14)移动到不干涉所述线卷(31)的位置，以允许沿轴向从所述卷筒(11)的悬臂端取下所速线卷(31)。
22.根据权利要求21所述的盘绕方法，其特征在于，在所述不干涉位置，所述第一臂件(13)相对于所述中心纵向轴线(X)倾斜，以限定朝所述卷筒(11)的所述悬臂端会聚的基本为截头圆锥形的表面。
23.根据权利要求21或22所述的盘绕方法，其特征在于，在所述不干涉位置，所述第二臂件(14)基本上平行于所述中心纵向轴线(X)并位于形成的线卷(31)所占空间的外部。
24.根据权利要求21到23中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，通过与所述卷筒(11)同轴设置的杆装置(17)使所述第一臂件(13)和第二臂件(14)移动到所述不干涉所述线卷(31)的位置。
25.根据权利要求21到24中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，所述第二臂件包括多个绕所述中心纵向轴线(X)以一定间隔设置并枢转连接在所述卷筒(11)的中心体部(30)上的容纳臂(14)；并且所述容纳臂(14)通过对应的销(20)枢转连接在所述卷筒(11)上，使得在从所述形成线卷(31)的第一步骤内的位置移动到所述不干涉位置期间，所述容纳臂不会干涉所述形成的线卷(31)的所述螺线(33)。
26.根据权利要求21到25中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，所述凸缘(12)包括堆放环(28)，该堆放环与所述第一臂件(13)配合以限定所述线卷(31)的第一层螺线(33)的柱状卷绕表面。
27.根据权利要求21到26中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，所述第二臂件(14)包括能够与所述线卷(31)的第一层螺线(33)的最外部螺线配合的支承面(27)。
28.根据权利要求24所述的盘绕方法，其特征在于，通过连接到所述杆装置(17)的第一致动装置(16)使所述第一臂件(13)在形成线卷(31)的位置和不干涉位置的一个或另一个之间移动。
29.根据权利要求21到28中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，设置在所述卷筒(11)的中心体部(30)上的临时定位和夹紧装置(22)与所述第一臂件(13)相关联。
30.根据权利要求21到29中任一项所述的盘绕方法，其特征在于，与所述第一臂件(13)相关联的控制装置(36)控制所述第一臂件(13)的线卷形成位置。
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