JP2633952B2 - 棒材をコイル状に巻くためのコイラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は線材または棒材を捲回するための改良方法お
よび装置に関する。より詳細には、本発明は、スピンナ
装置を駆動させて鋳造圧延された銅棒を連続供給し、比
較的縺れのない捲回されたパッケージを製造するための
遊星歯車機構の改良に関する。

［従来の技術］ 線材、金属棒材およびその他のストランド材を捲回す
るためのコイラが開発されており、このコイラは回転ド
ラムもしくはデットブロックを備えてここでストランド
材を捲回すると共に、そこからストランド材のループを
新たなストランド材の追加によって順次回転デッドブロ
ックまで押し出す。

ストランド材のループは各ループの中心を一致させて
プラットフォームまたは回転テーブル上に「ステム充
填」されまたは設置され、或いはこれらループはストラ
ンド材に離間させまたは偏よらせることによりプラット
フォームまたは回転テーブルの表面に分配させる。

上記の一般的な特徴の幾つかまたは全部を有する従来
技術のコイラを用いて金属棒材を捲回する際に多くの困
難が生ずる。たとえば、ストランド材を回転ドラムもし
くはデッドブロックに捲回する従来技術のコイラにおい
ては、不可能でないにせよ圧延機から最初にかつ連続的
に放出される金属棒材を捲回するのが困難である。何故
なら、急速移動する金属棒材の初期ループを回転ドラム
もしくはデッドブロックの所定位置に設置するのが困難
であるからである。

各ループの中心を一致させてストランド材の各ループ
をプラットフォームまたは回転テーブルの上にステム充
填する従来技術のコイラにおいては、金属棒材のコイル
もしくはパッケージのループがしばしば縺れた状態とな
る。これは、金属棒材をコイルもしくはパッケージから
線引機またはさらに処理するための同様な装置まで供給
することを困難にする。

棒材のループをプラットフォームまたは回転テーブル
の表面上にこのプラットフォームまたは回転テーブルの
移動により分配して、ループが容易に縺れないような金
属棒材のコイルもしくはパッケージを形成することによ
り棒材の縺れを防止するべく試みたこれらの従来技術の
コイラにおいては、プラットフォームまたは回転テーブ
ルに対し運動を付与するのに必要とされるメカニズムは
コイラを高価かつ保守困難にする。この経費は、コイラ
を用いて大重量を有する金属棒材のコイルを形成する場
合に特に顕著となる。何故なら、大重量のコイルを設置
するプラットフォームまたは回転テーブルに運動を付与
する動力が必要とされるからである。

上記問題を解決するための他の試みは、金属棒材が先
ず最初に圧延機などから連続的に放出される際にこの金
属棒材を受入れると共にこの棒材をコイルまで捲回しう
るようなコイラの形態であり、棒材をコイルもしくはパ
ッケージから線引機またはさらに加工する装置まで便利
かつ容易に供給しうるようループを位置せしめる。この
コイラは金属棒材の初期ループを回転ドラムもしくはデ
ッドブロックに取付けたり或いは比較的重いコイルを位
置せしめるプラットフォームまたは回転テーブルに対し
揺動運動を付与するような工程を必要としない。

これらの特徴は、解放端部を有するドラムの周囲にお
ける銅棒材をプラットフォーム上に裁置するフライヤ管
を用いると共に、前記ドラムを垂直な軸の底端部に回転
自在に装着しかつフライヤ管から出る棒材が前記コイル
内に軌道状に位置して縺れのないコイル材を形成するよ
う揺動自在に駆動させることによって達成される。

このコイラの重要な特徴は、回転ドラムの非回転特性
である。この方法は、コイルの中心がフライヤ管とほぼ
同じ回転速度で回転するドラムとの接触により摩滅させ
られ或いは損傷されないよう確保する。ドラムの非回転
特性は遊星歯車系を用いて達成する。

このコイラにおいて、回転自在に駆動される垂直主軸
が存在する。この主軸は回転運動を与えて、フライヤ管
を駆動させると共に棒材を中心ドラムの周囲に位置させ
しめてコイルを形成させる。この垂直軸はタイミングベ
ルトにより頂部から駆動される。垂直軸は垂直軸ハウジ
ング内に収容される。この垂直軸ハウジングの下端部に
は太陽平歯車を固定し、この歯車を前記垂直軸ハウジン
グの周囲に軸方向固定すると共に上記遊星平歯車に対し
て作用させる。前記垂直主軸にはピニオン軸ハウジング
を固定し、ここにピニオン軸を収容すると共に、ピニオ
ン軸とピニオン軸ハウジングとはそれぞれ上端部および
下端部を備えかつ前記ハウジングはこのハウジングの中
心線が垂直主軸と垂直軸ハウジングとの中心線に対し平
行となるように位置決めされる。ピニオン軸の上端部お
よび下端部はほぼ同一個数のベアリングを備え、これら
のベアリングの内側を前記ピニオン軸の周囲に軸方向装
着するとともに前記ベアリングの外側を前記ピニオン軸
ハウジングの内部に位置せしめ、かつこれらのベアリン
グにより前記ピニオン軸のための回転手段を形成する。
ピニオン軸の各端部にほぼ同一遊星平歯車を設置し、上
記遊星平歯車は上部太陽歯車により作用を受ける上記と
同じ平歯車である。ピニオン軸の下端部に固定されかつ
上部遊星平歯車と同速度で回転する下部遊星平歯車は円
筒状ハブの頂部に固定された下部太陽平歯車に対して作
用し、この円筒状ハブは銅棒状のコイルの内側を形成す
る案内部として用いられるドラムの閉塞端部内に固定さ
れる。

垂直主軸ハウジングに固定された上部太陽平歯車は上
部遊星平歯車を駆動させる。この上部遊星平歯車はピニ
オ軸の上端部に装着されて、このピニオン軸を回転させ
る。これは下部遊星平歯車を駆動させ、この平歯車はハ
ブに装着された下部太陽平歯車に対して作用し、ハブは
前記ドラムに固定される。これは、垂直主軸をドラムが
制止している間に回転させることができる。

垂直軸内にはフライヤ管が固定されている。このフラ
イヤ管はフライヤ管の回転軸線に位置する受入端部から
突出すると共に、このフライヤ管の回転軸線を中心とす
る円に突入する放出端部まで湾曲しかつフライヤ管の受
入れ端部中に入りかつその放出端部から出る金属棒材が
ループとして形成されるよう配向し、ループはコイラの
下方に位置するプラットフォームの表面まで落下し、コ
イラは棒材を受入れてこれをコイルに形成する。上記静
止ドラムは、捲回される材料の各ループに僅かな間隙を
与えるよう揺動し、このように形成されたコイルから材
料を除去する際に縺れが最小化するようにする。

ここに開示されたコイラにより捲回される金属棒材は
フライヤ管を受入端部に容易に供給され、かつ初期ルー
プを形成する殆どの従来技術によるコイラで見られた困
難性が回避される。すなわち、このコイラは、金属棒材
が圧延機から初期に連続移動する際に、この金属棒材を
捲回するのに極めて適している。コイラはフライヤ管の
回転しか必要としないので、このコイラはプラットフォ
ームまたは回転テーブルに揺動運動を付与する従来技術
のコイラで必要とされたメカニズムを必要としない。か
くして、このコイラは比較的安価でありかつ保守が容易
である。

金属棒材はコイラにより形成されたコイルから便利か
つ容易に供給される。何故なら、隣接するループが互い
に同軸でなく重なり合いかつループが互いに縺れるのを
実質的に防止するよう、金属棒材のループがコイルの中
心線の周囲に分配されるからである。さらに、コイラは
ループを選択的に蓄積して軌道状に形成させ続ける蓄積
手段を備え、完成したコイルの除去および新たなコイル
の形成開始はたとえコイラが作動し続けるとしても全コ
イルに軌道特性を持たせながら便利かつ容易に達成され
る。

このコイラで見られる問題は、変速される際にこのシ
ステムに加わる応力である。加速または減速の際のあら
ゆる変化は、ピニオン軸に装着された遊星平歯車に加わ
る応力をもたらす。これらのコイラの多くは、応力が加
わった際に容易に破壊される材料で前記遊星平歯車を加
工して構成される。ピニオン軸に装着された平歯車の破
壊は、このシステムの他の部品に対する破損を防止す
る。ピニオン軸、すなわちコイラの下部に装着された遊
星平歯車が破壊すると、ドラム装置は自由回転すること
ができる。この配置はシステムの幾つかの部品に対する
永久的破損を防止するが、下部ドラム装置のプラスの加
速を生ぜしめ、この装置が回転速度を増すと銅棒材のコ
イルの内側に摩減が生ずる。

このシステムに対する破損を防止する他の方法は、よ
り多くの材料で平歯車を作成し、それらを剪断キーでピ
ニオン軸に固定することである。この場合も加速または
減速が生ずると、キーが剪断されてピニオン軸のコイラ
の下部に装着された遊星平歯車に対する破損を防止する
が、まだこのシステムの下部は上記したように加速され
る。

これらの方法はいずれもシステムに対する重大な破損
を防止するが、それらは下部ドラム装置の加速およびそ
の結果生ずるコイルの内側に対する破損という望ましく
ない結果をもたらす。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、鋳造圧延された銅棒材を縺れのない
パッケージとして捲回しうる方法および装置を提供する
ことにある。

本発明の他の課題は、コイラにおけるプラスもしくは
マイナスの加速という破壊的結果が回避されるような方
法および装置を提供することにある。

本発明の他の課題は、操作時間の増大を達成しうる方
法および装置を提供することにある。

さらに本発明の課題は、殆ど改変することなく現在の
コイラ駆動機構を使用しうる方法および装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の特徴は小型クラッチ装置を駆動機構内に用い
て、歯車機構の各部材に伝達される加速または減速の際
の応力を防止することにある。

本発明の他の特徴は、最小程度の改変により現存する
歯車機構を用いて、これに対する破損を防止するクラッ
チ装置を受入れうる能力である。

本発明の他の特徴は棒材をコイル中に挿入するための
スピンナーパイプの使用である。

本発明の他の特徴は、スピンナーパイプを駆動させる
垂直主軸の使用である。

本発明の他の特徴は、形成されるコイルの中心を規定
する回転自在に装着されたドラムである。

他の本発明の特徴は、クラッチ設計の単純性およびそ
の結果生ずる利点である。

本発明の利点は、プラスもしくはマイナスの加速が破
損を生ぜしめた後に歯車機構の破損部材を修理し或いは
交換するのに要する停止時間が短縮されることである。

さらに本発明の利点は、クラッチ装置の設計が簡単で
あるためこのクラッチ装置に注意する必要がないことで
ある。

さらに本発明の他の利点は、正常操作に際しこのシス
テムに加わる応力により破損された部品を修理し或いは
交換するのに要する労力が節約されることである。

さらに本発明の他の利点は、自己破壊性でない歯車部
品を用いて実現される節約である。

本発明を主として好適実施例につき以下説明するが、
本発明の思想および範囲を逸脱することなく多くの設計
変更をなしうることが了解されよう。

本発明は、ピニオン軸内に位置するクラッチ装置およ
び遊星平歯車装置を用いることにより破壊的結果を防止
する。プラスもしくはマイナスの応力が垂直軸に加わる
と、クラッチ装置により得られるスリップがピニオン軸
に装着された遊星平歯車の破壊またはピニオン軸に歯車
を固定するキーの破壊のいずれかを防止する。本発明の
装置において、このように設置されたクラッチにより与
えられる所定のスリップは、上記破壊的メカニズムによ
って生じうるようなあらゆる遅延の悪結果を防止する。
クラッチにより与えられる所定のスリップは、棒材に対
し摩滅をもたらすようなドラムの著しい加速を生ぜしめ
ない。何故なら、コイル中心を構成するドラムが、この
種の破損を生ぜしめるような速度に達しないからであ
る。

［実 施 例］ 以下、添付図面を参照して本発明のこれらおよびその
他の特徴および利点を実施例につき一層詳細に説明す
る。

次に、機能部品の相対的位置を示す、本発明の装置の
断面図である第１図を参照する。

第１端部すなわち上端部と第２端部すなわち下端部と
を備えた垂直軸10はタイミングベルトスプロケット12に
対して作用するタイミングベルト11により駆動され、前
記スプロケット12は垂直主軸10の第１端部すなわち上端
部に固定されている。垂直主軸10は主垂直軸ハウジング
13内に収容され、このハウジングは第１端部すなわち上
端部と第２端部すなわち下端部とを備え、前記軸10は２
対のほぼ同一のベアリング14により支持されかつ位置決
めされており、該ベアリング14は垂直軸ハウジング13の
端部に位置決めされている。垂直主軸10が回転すると、
これはピニオン軸ハウジングの接続手段15を駆動させ、
この接続手段15は垂直主軸10に固定されている。第１端
部すなわち上端部と第２端部すなわち下端部とを有する
ピニオン軸ハウジング16はピニオン軸ハウジングの接続
手段15に固定されている。ピニオン軸ハウジング16内に
は１対のほぼ同一のベアリング17が収容されており、こ
れらのベアリングはピニオン軸ハウジング16の各端部に
位置させられている。ピニオン軸ハウジング16内にはピ
ニオン軸ベアリング17により支持されかつ位置決めされ
たピニオン軸18を収容し、このピニオン軸は第１端部す
なわち上端部と第２端部すなわち下端部とを備えてい
る。このピニオン軸18の第１端部すなわち上端部には平
歯車19が接続されており、この歯車は静止平歯車20の周
囲に噛合してその周囲で軌道回転して駆動されるよう位
置決めされており、前記歯車20は主垂直軸ハウジング13
に固定されている。ピニオン軸18と平歯車19との間には
たとえばスリップ・クラッチのようなピニオン軸クラッ
チ21が配設されている。ピニオン軸クラッチ21は平歯車
19とピニオン軸18との間に連結部を形成している。上部
平歯車19がクラッチ21を介してピニオン軸18に対し作用
すると、軸18の第２端部すなわち下端部に装着された下
部平歯車が駆動される。下部平歯車22は平歯車23に対し
て作用するよう位置決めされており、この歯車23はハブ
24に固定されており、このハブ24は第１端部すなわち上
端部と第２端部すなわち下端部とを備え、ドラム25内に
収容されている。ハブ24は２対のほぼ同一のベアリング
26を備えており、これらのベアリング26はハブ24の各端
部に配置されていると共ハブ24内で垂直主軸10を回転さ
せるよう作用する。

垂直主軸10がスプロケット12に対し作用するベルト11
によって駆動されると、回転運動が得られる。垂直主軸
10が回転すると、ピニオン軸ハウジング接続手段15はピ
ニオ軸ハウジング16が垂直主軸10を中心として軌道回転
するよう駆動される。主垂直軸ハウジングの歯車20は静
止している。ピニオン軸ハウジング16が主垂直軸ハウジ
ング13を中心として軌道回転すると、歯車20に連携作用
する歯車19はピニオン軸18を回転させ、次いで平歯車22
を回転させる。平歯車22が垂直主軸10を中心として軌道
回転すると、これはハブ平歯車23に対し作用してハブ24
を静止状態に維持すると共に、垂直主軸10がハブ24内に
収納されたベアリング26内で回転する。垂直主軸10が駆
動されると、歯車19および22は遊星歯車として機能し、
太陽歯車20および23の周囲を巡回して垂直主軸10および
ピニオ軸16の回転運動を生ぜしめ、ドラム25は静止状態
を保つ。

フライヤ管30は垂直主軸10の回転軸線と同軸に位置す
る第１の上部受入端部と、前記フライヤ管30の回転軸線
を中心とする円として運動する第２の下部放出端部とを
備えており、この放出端部は受入端部内に入りかつ前記
チューブ30の放出端部から出て行く棒材がループに形成
されて該棒材がコイル40を形成する水平表面に落下する
よう配向されている。ドラム25はフライヤ管30から放出
される棒材を案内するよう揺動して水平面上に位置する
棒材のループを互いに僅かに離間させ、この結果、上記
のようにして形成されたコイル40から材料を移動する際
の縺れが最小になる。

発明の効果 本願発明によれば、主軸とドラムの間に位置する歯車
機構にクラッチが係合するようになっているので、駆動
装置の加速または減速の際に生じる応力によって歯車機
構が破損するのを防止することができ、さらに、歯車機
構の破損を伴うドラムの著しい加速も防止されるので、
棒材のコイルの内側の磨耗も回避することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は主たる部品の相対的位置を示す本発明によるコ
イラの断面図である。 10……垂直主軸 11……タイミングベルト 12……スプロケット 13……垂直軸ハウジング 14……ベアリング、15……接続手段 18……ピニオン軸、19,30……平歯車 21……クラッチ、22,23……平歯車 24……ハブ、25……ドラム 30……フライヤ管

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】棒材をコイル状になすフライヤ管と、 前記フライヤ管に接続された主軸を含み、前記フライヤ
   管を前記主軸の回転軸を中心に回転駆動させる駆動手段
   と、 前記主軸に回転可能に取り付けられるとともに外周面を
   有し、前記外周面の周りで前記棒材がコイル状に巻かれ
   るようにしたドラムと、 前記主軸と前記ドラムとの間に接続されて前記ドラムを
   前記フライヤ管により形成されるコイルに対して実質的
   に静止状態に維持するための歯車機構と、 前記歯車機構と係合可能であって前記駆動手段の加速及
   び減速の際に前記歯車機構の破損を防止するためのクラ
   ッチと からなることを特徴とする棒材をコイル状に巻くための
   コイラ。
2. 【請求項２】前記主軸の回転軸は垂直に配向しているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のコイラ。
3. 【請求項３】前記棒材は、前記垂直な主軸と同軸的に前
   記フライヤ管により受け入れられ、前記フライヤ管は、
   棒材を下方向にかつ前記主軸に対して外方向に螺旋状経
   路に沿って案内し、前記棒材を前記主軸に対して接線方
   向に放出することを特徴とする請求項２に記載のコイ
   ラ。
4. 【請求項４】前記クラッチがスリップ・クラッチである
   ことを特徴とする請求項１に記載のコイラ。