KR20200129118A - 셀프 센터링 제거 가능한 엔드폼 조립체를 가지는 코일형 와이어 와인딩 스풀 - Google Patents

셀프 센터링 제거 가능한 엔드폼 조립체를 가지는 코일형 와이어 와인딩 스풀 Download PDF

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Abstract

스풀 엔드폼 조립체는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼을 포함한다. 스풀 엔드폼 조립체는 장착 구조물 상에 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 추가로 포함한다. 스풀 엔드폼 조립체는 엔드폼과 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성된다. 실시예에서, 장착 구조물의 제어된 이동은 스풀 엔드폼 조립체를 와이어 와인딩 스풀의 회전 가능한 맨드릴에 연결하거나 분리하도록 사용될 수 있다. 엔드폼과 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는 것에 의해, 스풀 엔드폼 조립체는 스풀 엔드폼 조립체를 회전 가능한 맨드릴에 연결하고 스풀 엔드폼 조립체를 회전 가능한 맨드릴로부터 용이하게 분리할 수 있다. 다른 특징 및 양태가 설명 및/또는 청구된다.

Description

셀프 센터링 제거 가능한 엔드폼 조립체를 가지는 코일형 와이어 와인딩 스풀
본 발명은 와이어의 코일을 와인딩하기 위한 스풀에 관한 것으로, 보다 상세하게 맨드릴과 제거 가능한 엔드폼 조립체(endform assembly)를 가지는 스풀에 관한 것이다.
와이어 또는 케이블(본 명세서에서 "와이어"로서 지칭됨)의 코일은 New York, Patterson에 소재한 Reelex Packaging Solutions Inc.에 의해 상업적으로 시판 중인, 도 1의 종래 기술에 도시된 RS1 Variable-Traverse Coiling Machine(100)과 같은 와인딩 기계에 와인딩된다. 이러한 기계는 엔드폼(103 및 104)들을 구비한 맨드릴(102)을 가지는 스풀(101)을 사용한다. 엔드폼(104)은 맨드릴(102)에 작동 가능하고 제거 가능하게 연결되고, 가동성 아암(106)에 의해 기계(100)에 연결된다. 와이어의 코일을 형성하기 위해, 기계(100)는 스풀(101)을 그 길이 방향 축을 중심으로 회전시키는 반면, 와이어의 대량의 공급부(도 1에 도시되지 않음)로부터의 와이어는 맨드릴(102) 주위에 와인딩된다. 이러한 작업 동안, 와이어는 엔드폼(103 및 104)들 사이의 다양한 위치에서 맨드릴(102) 상에 와이어를 놓는 이동성 가로대(105)에 의해 안내된다. 특정 길이의 와이어가 코일로 와인딩될 때, 와이어의 코일은 와이어의 공급부로부터 절단되고, 스풀(101)은 코일 또는 와이어가 맨드릴(102)로부터 제거되는 것을 허용하도록 맨드릴(102)로부터 엔드폼(104)을 분리하는 것에 의해 한쪽 단부에서 개방된다. 와이어의 코일이 맨드릴(102)로부터 제거된 후에, 기계(100)는 먼저 맨드릴(102)과의 축 방향 정렬로 엔드폼(104)을 움직이도록 아암(106)을 사용하고 엔드폼(104)을 맨드릴(102)에 다시 연결하는 것에 의해 새로운 코일을 형성하도록 재설정될 수 있다.
엔드폼(104)의 축은 가동성 아암(106)에 대해 고정되고, 수동 조정 없이는 용이하게 재위치될 수 없다. 그러나, 시간이 지남에 따라, 엔드폼(104)의 축의 위치가 마모 또는 손상으로 인해 부주의하게 이동될 수 있어서, 엔드폼(104)과 맨드릴(102)은 함께 연결될 때 축 방향으로 오정렬될 수 있다. 이러한 오정렬은 과도한 베어링 마모 및/또는 고장을 유발하여, 수리 및/또는 조정을 위한 기계의 가동 중지 시간으로 이어질 수 있다.
이러한 요약은 상세한 설명에서 다음에 더 설명되는 개념의 선택을 소개하기 위해 제공된다. 이러한 요약은 청구된 요지의 핵심 또는 필수 특징을 식별하기 위한 것이 아니며, 청구된 요지의 범위를 제한하는데 도움을 주기 위한 것도 아니다.
그 추가의 세부 사항이 다음에 설명되는 하나의 양태에 따르면, 스풀 엔드폼 조립체는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼을 포함한다. 스풀 엔드폼 조립체는 장착 구조물(가동성 아암과 같은) 상에서 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 추가로 포함한다. 스풀 엔드폼 조립체는 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성된다.
실시예에서, 장착 구조물의 제어된 이동은 스풀 엔드폼 조립체를 와이어 와인딩 스풀의 회전 가능한 맨드릴에 연결하고 스풀 엔드폼 조립체를 회전 가능한 맨드릴로부터 분리하도록 사용될 수 있다. 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는 것에 의해, 스풀 엔드폼 조립체는 스풀 엔드폼 조립체를 회전 가능한 맨드릴에 연결하고 스풀 엔드폼 조립체를 회전 가능한 맨드릴로부터 분리하는 것을 용이하게 한다.
실시예에서, 엔드폼의 중앙 칼라는 스풀 엔드폼 조립체가 와이어 와인딩 스풀의 회전 가능한 맨드릴에 연결될 때, 중앙 칼라가 회전 가능한 맨드릴을 수용하여 맞물려서, 엔드폼과 중앙 칼라가 맨드릴과 함께 회전하도록 구성될 수 있다.
실시예에서, 장착 서브 조립체는 장착 서브 조립체의 고정된 배향에 대응하는, 장착축을 중심으로 센터링되는 적어도 하나의 환형 부재를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 환형 부재는 적어도 하나의 환형 부재에 대한 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위를 제공하는 방식으로 원형 플레이트를 지지하고 유지하도록 구성될 수 있다. 원형 플레이트는 커넥터 서브 조립체에 의해 엔드폼 및 중앙 칼라에 결합될 수 있다. 이러한 구성에서, 적어도 하나의 환형 부재에 대한 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위는 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용할 수 있다.
실시예에서, 원형 플레이트는 핀 및 편향 부재(스프링과 같은)를 각각 수용하는 복수의 반경 방향 구멍 또는 통로를 포함할 수 있다. 이러한 구성에서, 핀들 및 편향 부재들은 적어도 하나의 환형 부재의 오목부와 핀들의 접촉을 유지하고 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축과 장착축의 정렬을 강제하도록 구성된다.
실시예에서, 원형 플레이트는 중앙 칼라에 결합되기 위해 원형 플레이트로부터 중앙 칼라를 향해 연장되는 중앙 베어링 지지 샤프트를 포함할 수 있다. 조립체는 중앙 베어링 지지 샤프트에 의해 지지되는 베어링뿐만 아니라, 베어링을 둘러싸고 중앙 베어링 지지 샤프트와 원형 플레이트에 대해 회전축을 중심으로 하는 베어링 하우징, 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 중앙 칼라에 정합되는 베어링 하우징을 추가로 포함한다. 대안적으로, 조립체는 베어링 칼라에 결합된 개방 베어링 프레임을 포함할 수 있으며, 베어링 칼라는 베어링을 포획하고 중앙 베어링 지지 샤프트 및 원형 플레이트에 대해 회전축을 중심으로 하는 베어링 하우징, 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 중앙 칼라에 정합된다.
실시예에서, 엔드폼은 와이어 와인딩 스풀의 맨드릴을 향한 볼록 내부 측면을 가질 수 있다. 장착 구조물은 와이어 와인딩 스풀에 대해 이동 가능한 가동성 아암을 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 회전 가능한 와이어 와인딩 스풀 및 대응하는 와이어 와인딩 기계는 중심 축을 따라서 제1 단부로부터 제2 단부까지 길이 방향으로 연장되는 맨드릴, 맨드릴의 제1 단부에 연결된 제1 엔드폼 조립체, 및 맨드릴의 제2 단부에 제거 가능하게 연결되도록 구성된 제2 엔드폼 조립체를 구비한다. 제2 엔드폼 조립체는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼을 포함한다. 제2 엔드폼 조립체는 장착 구조물(가동성 아암과 같은) 상에 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 추가로 포함한다. 제2 엔드폼 조립체는 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성될 수 있다.
실시예에서, 장착 구조물(예를 들어, 이동식 아암)의 제어된 이동은 제2 엔드폼 조립체를 회전 가능한 와인딩 스풀의 맨드릴에 연결하고 맨드릴로부터 제2 엔드폼 조립체를 분리하도록 사용될 수 있다. 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대해 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는 것에 의해, 제2 엔드폼 조립체는 제2 엔드폼 조립체를 맨드릴에 연결하고 맨드릴로부터 제2 엔드폼 조립체를 분리하는 것을 용이하게 한다.
실시예에서, 엔드폼의 중앙 칼라는 제2 엔드폼 조립체가 회전 가능한 와이어 와인딩 스풀의 맨드릴에 연결될 때, 중앙 칼라가 맨드릴을 수용하여 맞물려서, 엔드폼과 중앙 칼라가 맨드릴과 함께 회전할 수 있도록 구성될 수 있다.
도 1은 New York, Patterson에 소재한 Reelex Packaging Solutions Inc.에 의해 상업적으로 시판 중인 종래 기술의 RS1 Variable-Traverse Coiling Machine을 도시한 도면.
도 2는 도 1에 도시된 스풀을 대체할 수 있는 본 발명의 양태에 따른 와이어 코일링 스풀을 도시한 도면.
도 3a는 도 2의 스풀의 제거 가능한 엔드폼 조립체의 사시도.
도 3b는 도 3a의 제거 가능한 엔드폼 조립체의 분해도.
도 3c는 편평한 평면 엔드폼들을 가지는 대안적인 엔드폼 조립체를 도시한 도면.
도 4는 도 2, 도 3a 및 도 3b의 제거 가능한 엔드폼 조립체의 단면도.
도 5a는 도 2에 도시된 스풀의 일부일 수 있는, 제거 가능한 엔드폼 조립체의 다른 실시예의 사시도.
도 5b는 도 5a의 제거 가능한 엔드폼 조립체의 분해도.
도 6은 도 5a 및 도 5b의 제거 가능한 엔드폼 조립체의 단면도.
도 2는 본 발명의 양태에 따른 와이어 코일링 스풀(201)의 실시예를 도시한다. 스풀(201)은 스풀(101) 대신에 종래 기술의 도 1에 도시된 기계(100)와 함께 사용될 수 있다. 스풀(201)은 맨드릴(202), 맨드릴(202)의 제1 단부(202a)에 고정된 제1 엔드폼 조립체(203), 및 제1 단부(202a) 반대편의 맨드릴(202)의 제2 단부(202b)에 제거 가능하게 연결된 제2 엔드폼 조립체(204)를 포함한다. 맨드릴(202) 및 제1 엔드폼 조립체(203)는 맨드릴(202)의 중심 축을 중심으로 회전 가능하다. 맨드릴(202)은 엔드폼 조립체(203 및 204)들이 맨드릴(202)에 연결될 때 조립체들 사이에서 연장되는 복수의 원주 방향으로 이격된 곡선 폼(202c)을 포함한다. 맨드릴의 제2 단부(202b)는 원통형 형상을 가지며, 제2 단부(202b)를 제2 엔드폼 조립체(204)와의 맞물림으로 안내하는 외부 모따기 가장자리를 가진다. 제2 엔드폼 조립체(204)는 도 1의 기계(100)와 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 스풀(201) 상에 와이어를 와인딩하도록 맨드릴(202)의 제2 단부(202b)에 연결되도록 구성되며, 맨드릴(202)로부터 와이어의 완성된 코일을 언로딩하기 위해 맨드릴(202)의 제2 단부(202b)로부터 분리되도록 추가로 구성된다. 제2 단부(202b)를 제2 엔드폼 조립체(204)에 정렬 및 연결하는 것은 수동으로 또는 자동화된 수단에 의해 수행될 수 있다는 점에 유의해야 한다.
제1 엔드폼 조립체(203)는 와인딩 기계, 예를 들어 도 1에서의 기계(100)의 구동 샤프트(도시되지 않음)에 연결되도록 구성된 허브(203a)를 포함한다. 그러므로, 제1 엔드폼 조립체(203) 및 맨드릴(202)은 허브(203a)를 통해 와인딩 기계(예를 들어, 기계(100))의 회전 가능한 구동 샤프트에 고정되고, 이로부터 작동 가능하게 제거되지 않는다.
다른 한편으로, 제2 엔드폼 조립체(204)는 가동성 아암(205)의 작동에 의해 와인딩 기계(예를 들어, 기계(100))의 맨드릴(202)에 제거 가능하게 연결된다(그러므로, 이로부터 분리될 수 있다). 특히, 가동성 아암(205)의 한쪽 단부는 제2 엔드폼 조립체(204)를 가동성 아암(205)에 연결하는 장착 칼라(209)를 포함한다. 가동성 아암(205)은 제2 엔드폼 조립체(204)가 2개의 상이한 작동 위치 사이에서 작동 가능하게 이동될 수 있도록 축 방향으로(화살표(A)의 방향으로 양방향으로) 병진 가능하고 축(A-A)을 중심으로(화살표(B)의 방향으로 양방향으로) 회전 가능하다. 제1 위치에서, 제2 엔드폼 조립체(204)는 맨드릴(202)에 연결된다. 제2 위치에서, 제2 엔드폼 조립체(204)는 맨드릴(202)로부터 분리된다. 제1 위치에서, 맨드릴(202)의 제2 단부(202b)의 외부 모따기 가장자리는 제2 엔드폼 조립체(204)의 원통형 내부 슬리브(212a)에 수용되어 이와 맞물려서, 맨드릴(202)은 코일 와인딩 작업 동안 맨드릴(202) 및 제1 엔드폼 조립체(203)의 회전으로 제2 엔드폼 조립체(204)의 회전을 구동할 수 있다. 코일 와인딩 작업이 완료될 때, 제2 엔드폼 조립체(204)는 제2 위치로 이동될 수 있으며, 여기에서, 제2 엔드폼 조립체(204)는 아암(205)을 축 방향으로(도 2에서 좌측 화살표(A)로 도시된 축 방향을 따라서) 병진시키는 것에 의해 맨드릴(202)로부터 분리되며, 이러한 것은 아암(205)의 장착 칼라(209)에 결합된 제2 엔드폼 조립체(204)를 축(A-A)에 평행하게 축 방향으로 맨드릴(202)로부터 멀어지게 이동시켜, 제2 엔드폼 조립체(204)의 내부 슬리브(212a)로부터 맨드릴(202)을 분리한다. 또한, 전체 제2 엔드폼 조립체(204)는 축(A-A)을 중심으로 아암(205)을 회전시키는 것에 의해 맨드릴(202)의 도중으로부터 밖으로 스윙될 수 있어서, 맨드릴(202)에 지지된 와이어(도시되지 않음)의 완성된 코일은 축(A-A)에 평행하게 축 방향으로 맨드릴(202)로부터 멀어지게 와이어의 코일을 당기는 것에 의해 언로딩될 수 있다.
도 3b를 참조하면, 제2 엔드폼 조립체(204)는 도시된 바와 같이 엔드폼(204a)의 중심에 기계적으로 고정된 칼라(212)를 가지는 엔드폼(204a)을 포함한다. 도시된 엔드폼(204a)은 테이퍼형(예를 들어, 볼록 또는 절두 원추형) 내부 측면(도 2에서 맨드릴(202)을 향하는 측면) 및 반대쪽의 테이퍼형(예를 들어, 오목 또는 절두 원추형) 외부 측면(도 2에서 맨드릴(202)로부터 먼 쪽을 향하는 측면)을 가진다. 엔드폼(204a)이 테이퍼진 것으로 도시되어 있지만, 도 3c에 도시된 제2 엔드폼 조립체(204')의 적어도 하나의 실시예에서, 엔드폼(204a')은 편평한 내부 및 외부 측면들을 가질 수 있다.
칼라(212)는 도시된 바와 같이 회전축(C-C)과 동심으로 정렬된 내부 슬리브(212a)를 가진다. 내부 슬리브(212a)는 마찰 또는 간섭 끼워 맞춤에 의한 것과 같이 칼라(212)에 고정될 수 있는 교체 가능한 마모 부싱(예를 들어, 나일론 부싱)일 수 있다. 칼라(212)의 외부 부분은 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍(212c)을 한정하는 플랜지(212b)를 가지며, 구멍들은 나사 체결구(310)들을 수용하도록 나사가 형성될 수 있다. 내부 슬리브(212a)는 제2 엔드폼 조립체(204)가 전술한 바와 같이 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴(202)의 단부(202b)를 수용하여 맞물리도록 구성된 캐비티(도 4에서 도면 부호 212e로 표시됨)를 한정한다. 이러한 방식으로, 회전축(C-C)은 맨드릴(202)의 중심 회전축과 정렬된다. 도 2 및 도 3a에 도시된 실시예에서, 내부 슬리브(212a)와 맨드릴(202)의 단부(202b) 사이의 맞물림은 제2 엔드폼 조립체(204)가 맨드릴(202)에 연결될 때 슬리브(212a)와 단부(202b) 사이에서 축(C-C)을 따르는 상대 회전을 방지하는 마찰 또는 간섭 끼워 맞춤이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 실시예에서, 내부 슬리브(212a) 및 맨드릴(202)의 단부(202b)는 스플라인 연결을 통해 결합될 수 있다. 제2 엔드폼 조립체(204)는 외부 장착 서브 조립체(206) 및 내부 커넥터 서브 조립체(208)를 추가로 포함하며, 이것들은 모두 도시된 바와 같이 칼라(212)에 대해 엔드폼(204a)의 외부 측면(도 2에서 맨드릴(202)로부터 먼쪽을 향하는)에 위치된다.
내부 커넥터 서브 조립체(208)는 회전축(C-C)을 따라서 동축으로 연장된다. 내부 커넥터 서브 조립체(208)는 칼라(212)의 플랜지(212b)에 기계적으로 고정되고, 엔드폼(204a)과 함께 회전하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 내부 커넥터 서브 조립체(208)는 또한 제2 엔드폼 조립체(204)가 본 명세서에 설명된 바와 같이 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴(202) 및 제1 엔드폼 조립체(203)와 함께 회전한다.
가동성 아암(205)의 장착 칼라(209)는 바람직하게 도 2에 도시된 바와 같이 아암(205)의 회전축(A-A)에 평행하고 축으로부터 오프셋된 고정된 장착축(D-D)을 한정한다. 외부 장착 서브-조립체(206)는 고정된 장착축(D-D) 주위의 장착 칼라(209)에 단단히 고정되고, 조립 동안 내부 커넥터 서브 조립체(208)에 정합된다. 외부 장착 서브 조립체(206)가 내부 커넥터 서브 조립체(208)에 정합되는 것으로, 외부 장착 서브 조립체(206)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 회전축(C-C)을 중심으로 하는 내부 커넥터 서브 조립체(208) 및 엔드폼(204a)의 회전을 위한 베어링 지지 표면을 제공한다. 또한, 외부 장착 서브 조립체(206) 및 내부 커넥터 서브 조립체(208)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 제2 엔드폼 조립체를 맨드릴(202)에 연결할 때 장착축(D-D)과 회전축(C-C)의 오정렬을 허용하고 이를 보상할 수 있는 자체 센터링 허브 배열을 제공하도록 구성된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 외부 장착 서브-조립체(206)는 조립체로서 함께 단단히 결합되도록 구성된 지지 플레이트(301) 및 칼라(302)들을 포함한다. 지지 플레이트(301)는 장착축(D-D)과 정렬된 중앙 장착 구멍(301a)뿐만 아니라 장착축(D-D)을 중심으로 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍(301b)을 한정한다. 중앙 장착 구멍(301a)은 지지 플레이트(301)를 가동성 아암(205)의 장착 칼라(209)에 고정하는 체결구(210)(도 2)를 수용하도록 구성된다. 지지 플레이트(301)의 원주 방향으로 이격된 구멍(301b)들은 칼라(302)들과의 맞물림을 위해 나사 체결구(301c)들과 같은 체결구를 관통 수용하도록 구성된다. 실시예에서, 칼라(302)들은 반원형 또는 "c"-자 형상일 수 있고, 지지 플레이트(301)에 칼라(302)들을 고정하기 위해 체결구(301c)들을 수용하여 이와 맞물리도록 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍을 한정한다. 이러한 구성에서, 칼라(302)들은 장착축(D-D)을 중심으로 센터링된다. 칼라(302)들은 원형 지지 플레이트(303)를 지지하고 유지하는 환형 오목부(304)(도 4)를 가지는 환형 또는 링형 부재를 형성하기 위해 함께 정합된다.
도 3b 및 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 원형 지지 플레이트(303)의 외경은 원형 지지 플레이트(303)를 지지하고 유지하는 오목부(304)의 내경보다 작다. 한 실시예에서, 이러한 직경에서의 차이는 약 0.25 인치이다. 그러므로, 원형 지지 플레이트(303)가 칼라(302)들에서 센터링될 때, 오목부(304)의 원통형 내경 표면(307)과 원형 지지 플레이트(303)의 외경 표면 사이에 공간이 있을 수 있다. 이러한 공간은 칼라(302)들에 대한 원형 지지 플레이트(303)의 반경 방향 변위의 범위를 제공한다.
원형 지지 플레이트(303)는 지지 플레이트(303)의 외부 주변 가장자리로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 반경 방향 연장 구멍들 또는 통로(303c)들을 한정한다. 도 3b에 도시된 실시예에서, 지지 플레이트(303)는 서로 원주 방향으로 90°이격된 4개의 구멍(303c)을 가진다. 각각의 구멍(303c)은 적어도 부분적으로 스프링(305) 및 핀(306)을 수용한다. 핀(306)은 각각의 구멍(303c)에서 스프링(305)의 반경 방향 외측으로 배치된다. 스프링(305)들은 칼라(302)들의 오목부(304)의 내부 원통형 표면(307)과 맞물리기 위해 핀(306)들을 편향시키거나 강제하도록 구성된다. 스프링(305)들 및 핀(306)들은 칼라(302)들에 대해 센터링된 위치로 원형 지지 플레이트(303)를 강제하는 경향이 있는 힘을 원형 지지 플레이트(303)에 가할 수 있다. 원형 지지 플레이트(303)는 또한 내부 커넥터 서브 조립체(208)를 향해 연장되는 중앙 베어링 지지 샤프트(303a)를 포함한다. 베어링 지지 샤프트(303a)의 단부는 베어링 지지 샤프트(303a) 주위에서 내부 커넥터 서브 조립체(208)를 정합하기 위한 스냅 링(308)을 수용하는 스냅 링 슬롯을 한정한다.
내부 커넥터 서브 조립체(208)는 도시된 바와 같이 베어링(312)(예를 들어, 볼 베어링)을 수용하기 위한 내부 슬리브를 한정하는 베어링 하우징(309)을 포함한다. 베어링 하우징(309)은 도시된 바와 같이 체결구(310)(나사 체결구와 같은)들에 의해 칼라(212)의 플랜지(212b)에 기계적으로 고정된다. 베어링(312)은 베어링 지지 샤프트(303a)와 접속하고, 리테이너 링(313), 및 베어링 지지 샤프트(303a)의 스냅 링 슬롯에 설치된 스냅 링(308)에 의해 이러한 위치에서 유지된다.
와인딩 기계의 작동 동안, 엔드폼(204a) 및 내부 커넥터 서브 조립체(208)가 맨드릴(202)에 연결되고 회전축(C-C)을 따라서 회전할 때, 베어링 지지 샤프트(303a) 및 베어링(312)은 내부 커넥터 서브 조립체(208) 및 엔드폼(204a)의 회전을 안내하도록 구성된다. 이러한 회전 동안, 장착축(D-D)이 회전축(C-C)과 정렬되지 않도록 외부 장착 서브 조립체(206)가 위치되는 경우에, 스프링(305)들은 원형 플레이트(303)의 위치 및 이동 방향에 따라 압축 또는 인장될 수 있으며, 그러므로 장착축(D-D) 및 회전축(C-C)의 오정렬을 허용하거나 수용한다. 더욱이, 스프링(305)의 편향 작용은 원형 지지 플레이트(303)를 다시 센터링하는 복원력을 발생시킬 수 있으며, 그러므로 회전축(C-C)을 중심으로 하는 내부 커넥터 서브 조립체(208) 및 엔드폼(204a)의 회전 동안 장착축(D-D)을 회전축(C-C)과 정렬할 수 있다.
더욱이, 장착축(D-D)에 대한 원형 지지 플레이트(303)의 반경 방향 편향의 범위는 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 엔드폼 조립체(204)를 맨드릴(202)에 연결할 때 외부 장착 서브 조립체(206) 및 가동성 아암(205)에 대한 내부 커넥터 서브 조립체(208) 및 엔드폼(204a)의 특정 범위의 오정렬을 허용한다. 또한, 스프링(305)의 편향 작용은 지지 플레이트(303)를 다시 센터링하는 복원력을 발생시킬 수 있고, 그러므로 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 엔드폼 조립체(204)를 맨드릴(202)에 연결할 때 장착축(D-D)을 회전축(C-C)과 정렬할 수 있다.
도 4는 조립된 구성의 제2 엔드폼 조립체(204)의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 베어링 하우징(309)은 베어링(312)의 반경 방향 외측 부분 또는 링에 기대는 그 외부 단부에 플랜지(309b)를 가진다. 또한, 리테이너 링(313)은, 베어링(312)의 반경 방향 외측 부분(312a)에 기대는 반경 방향 내측 환형 가장자리, 및 플랜지(212b)로부터 외측으로 연장되는 칼라(212)의 돌출 립(212d)에 기대는 반경 방향 외측 환형 가장자리를 가진다. 베어링(312)의 반경 방향 내측 부분(312b) 또는 링은 중앙 베어링 지지 샤프트(303a) 및 베어링 하우징(309)의 플랜지(309b)에 형성된 어깨부(303a')에 의해 유지된다. 스냅 링(308)은 중앙 베어링 지지 샤프트(303a)에 연결되고, 베어링(312)의 반대쪽 측면을 유지한다. 조립될 때, 엔드폼(204a)이 베어링 하우징(309)에 고정되어서, 베어링 하우징(309), 칼라(212) 및 엔드폼(204a)은 베어링(312) 및 베어링 지지 샤프트(303a)로부터의 지지와 함께 회전축(C-C)을 중심으로 함께 회전할 수 있다.
도 3b 및 도 4에 도시된 바와 같이, 엔드폼(204a)의 내부 측면은, 엔드폼(204a)에 있는 중앙 개구를 둘러싸고 회전축(C-C)과 동축인 환형 플레이트(315)에 연결된다. 환형 플레이트(315)는 복수의 체결구(316)를 이용하여 엔드폼(204a)에 고정될 수 있다. 환형 플레이트(315)는 제2 엔드폼 조립체(204)가 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴 폼(202c)들(도 2)의 단부에 대한 마모 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 환형 플레이트(315)는 또한 제2 엔드폼 조립체(204)를 맨드릴(202)에 연결할 때 맨드릴(202)의 외부 단부(202b)를 제2 엔드폼 조립체(204)의 내부 슬리브(212a) 내로 안내하는 것을 도울 수 있다.
도 4에 도시된 제2 엔드폼 조립체(204)는 외부 장착 서브 조립체(206)가 내부 커넥터 서브 조립체(208)에 대해 반경 방향으로 이동하는 것을 허용한다. 특히, 위에서 언급한 바와 같이, 스프링(305)들 및 핀(306)들, 및 지지 플레이트(303)와 칼라(302) 사이의 환형 간격은 외부 장착 서브 조립체(206)의 고정된 장착축(D-D)이 내부 커넥터 서브 조립체(208)의 회전축(C-C)에 대해 반경 방향으로 이동하는 것을 허용한다. 그러므로, 장착축(D-D)은 제2 엔드폼 조립체(204)를 맨드릴(202)에 연결할 때 회전축(C-C)(그러므로, 맨드릴(202)의 축)와 정확히 정렬될 필요가 없다. 더욱이, 기계의 와인딩 작업 동안, 내부 커넥터 서브 조립체(208)와 엔드폼(204a)이 회전축(C-C)을 중심으로 맨드릴(202)과 함께 회전할 때, 베어링(312)들은 장착축(D-D)과 회전축(C-C)이 오정렬될 때에도 고르지 않은 부하를 받지 않을 것이다.
도 5a, 도 5b 및 도 6은 도 2에서의 제2 엔드폼 조립체(204)을 대체할 수 있고 본 발명의 양태에 따라서 와이어 코일링 스풀(201)을 완성하도록 제1 엔드폼 조립체(203)와 함께 사용될 수 있는 제2 엔드폼 조립체(504)의 다른 실시예를 도시한다. 제2 엔드폼 조립체(504)는 제2 엔드폼 조립체(204)와 동일한 방식으로 기능한다. 그러나, 제2 엔드폼 조립체(504)는 제2 엔드폼 조립체(504)의 다음의 설명으로부터 이해될 수 있는 바와 같이 그 질량 및 중량을 감소시키도록 제2 엔드폼 조립체(204)와 구조적으로 상이하다.
도 2에서의 제2 엔드폼 조립체(204)를 대체하면, 제2 엔드폼 조립체(504)는 엔드폼 조립체(204)에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 가동성 아암(205)의 작동에 의해 와인딩 기계(예를 들어, 기계(100))의 맨드릴(202)에 제거 가능하게 연결될 수 있다(그러므로, 이로부터 분리될 수 있다). 예를 들어, 제1 위치에서, 제2 엔드폼 조립체(504)는 맨드릴(202)에 연결되고, 제2 위치에서, 제2 엔드폼 조립체(504)는 맨드릴(202)로부터 분리된다. 특히, 제1 위치에서, 맨드릴(202)의 제2 단부(202b)의 외부 모따기 가장자리는 원통형 내부 슬리브(512a)(예를 들어, 나일론으로 만들어진 마모 부싱일 수 있는)에 수용되어 이와 맞물려서, 맨드릴(202)은 코일 와인딩 작업 동안 맨드릴(202) 및 제1 엔드폼 조립체(203)의 회전으로 제2 엔드폼 조립체(504)의 회전을 구동할 수 있다. 코일 와인딩 작업이 완료될 때, 제2 엔드폼 조립체(504)는 제2 위치로 이동될 수 있으며, 여기에서, 제2 엔드폼 조립체(504)는 아암(205)을 축 방향으로(도 2에서 좌측 화살표(A)로 도시된 축 방향을 따라서) 병진시키는 것에 의해 맨드릴(202)로부터 분리될 수 있으며, 이러한 것은 아암(205)의 장착 칼라(209)에 결합된 제2 엔드폼 조립체(504)를 축(A-A)에 평행하게 축 방향으로 맨드릴(202)로부터 멀어지게 이동시켜, 맨드릴(202)을 제2 엔드폼의 내부 슬리브(212a)로부터 분리한다. 또한, 맨드릴(202)에 지지된 와이어의 완성된 코일(도시되지 않음)이 와이어의 코일을 축(A-A)에 평행하게 축 방향으로 맨드릴(202)에서 멀어지게 당기는 것에 의해 언로딩될 수 있도록, 전체 제2 엔드폼 조립체(504)는 축(A-A)을 중심으로 아암(205)을 회전시키는 것에 의해 맨드릴(202)의 도중으로부터 밖으로 스윙될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제2 엔드폼 조립체(504)는 도시된 바와 같이 엔드폼(504a)의 중심에 기계적으로 고정된 칼라(512)를 가지는 엔드폼(504a)을 포함한다. 엔드폼(504a)은 테이퍼형(예를 들어, 볼록 또는 절두 원추형) 내부 측면(도 2에서 맨드릴(202)을 향하는 측면) 및 반대쪽의 테이퍼형(예를 들어, 오목 또는 절두 원추형) 외부 측면(도 2에서 맨드릴(202)로부터 먼쪽을 향하는 측면)을 가진다. 칼라(512)는 도시된 바와 같이 회전축(C-C)과 동심으로 정렬된 내부 슬리브(512a)를 가진다. 칼라(512)의 외부 부분은 나사 체결구(610)들을 수용하도록 나사가 형성될 수 있는 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍(512c)을 한정하는 플랜지(512b)를 가진다. 내부 슬리브(512a)는 제2 엔드폼 조립체(504)가 전술한 바와 같이 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴(202)의 단부(202b)를 수용하여 이와 맞물리도록 구성된 캐비티(도 6에서 512e로 표시됨)를 한정한다. 이러한 방식으로, 회전축(C-C)은 맨드릴(202)의 중심 회전축과 정렬된다.
내부 슬리브(512a)는 마모 부싱으로서 형성될 수 있고, 맞물림 동안 맨드릴(202)의 단부(202b)를 안내하는 도입 모따기를 가질 수 있다. 슬리브(512a)는 나일론과 같은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 내부 슬리브(512a)와 맨드릴(202)의 단부(202b) 사이의 맞물림은 마찰 또는 간섭 끼워 맞춤이며, 이는 제2 엔드폼 조립체(504)가 맨드릴(202)에 연결될 때 슬리브(512a)와 단부(202b) 사이에서 축(C-C)을 따르는 상대 회전을 방지한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 다른 실시예에서, 내부 슬리브(512a) 및 맨드릴(202)의 단부(202b)는 스플라인 또는 키 연결을 통해 맞물릴 수 있다. 또한, 내부 슬리브(512a)와 칼라(512)의 외부 부분 사이의 맞물림은 마찰 또는 간섭 끼워 맞춤 또는 스플라인 연결일 수 있으며, 이는 슬리브(512a)와 칼라(512)의 외부 부분 사이에서 축(C-C)을 따르는 상대 회전을 방지한다.
제2 엔드폼 조립체(504)는 외부 장착 서브 조립체(506) 및 내부 커넥터 서브 조립체(508)를 추가로 포함하며, 이러한 것들은 모두 도시된 바와 같이 칼라(512)에 대해 엔드폼(504a)의 외부 측면(도 2에서 맨드릴(202)로부터 먼쪽을 향하는)에 위치된다.
내부 커넥터 서브 조립체(508)는 회전축(C-C)을 따라서 동축으로 연장된다. 내부 커넥터 서브 조립체(508)는 칼라(512)의 플랜지(512b)에 기계적으로 고정되고, 엔드폼(504a)과 함께 회전하도록 구성된다. 이러한 구성에서, 내부 커넥터 서브 조립체(508)는 또한 제2 엔드폼 조립체(504)가 본 명세서에 설명된 바와 같이 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴(202) 및 제1 엔드폼 조립체(203)와 함께 회전한다.
가동성 아암(205)의 장착 칼라(209)는 바람직하게 도 2에 도시된 바와 같이 아암(205)의 회전축(A-A)에 평행하고 이로부터 오프셋되는 고정된 장착축(D-D)을 한정한다. 외부 장착 서브-조립체(506)는 고정된 장착축(D-D) 주위의 장착 칼라(209)에 단단히 고정되고, 조립 동안 내부 커넥터 서브 조립체(508)에 정합된다. 외부 장착 서브 조립체(506)가 내부 커넥터 서브 조립체(508)에 정합되는 것으로, 외부 장착 서브 조립체(506)는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 회전축(C-C)을 중심으로 내부 커넥터 서브 조립체(508) 및 엔드폼(504a)의 회전을 위한 베어링 지지 표면을 제공한다. 또한, 외부 장착 서브 조립체(506) 및 내부 커넥터 서브 조립체(508)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 맨드릴(202)에 제2 엔드폼 조립체(504)를 연결할 때 장착축(D-D)과 회전축(C-C)의 오정렬을 허용하고 이를 보상할 수 있는 자체 센터링 허브 배열을 제공하도록 구성된다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 외부 장착 서브 조립체(506)는 조립체로서 함께 단단히 결합되도록 구성된 지지 플레이트(601) 및 칼라(602)들을 포함한다. 지지 플레이트(601)는 장착축(D-D)과 정렬된 중앙 장착 구멍(601a)뿐만 아니라 장착축(D-D)을 중심으로 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍(601b)을 한정한다. 중앙 장착 구멍(601a)은 지지 플레이트(601)를 가동성 아암(205)의 장착 칼라(209)에 고정하는 체결구(210)(도 2)를 수용하도록 구성된다. 지지 플레이트(601)의 원주 방향으로 이격된 구멍(601b)들은 칼라(602)들과의 맞물림을 위해 나사 체결구(601c)들과 같은 체결구를 관통 수용하도록 구성된다. 지지 플레이트(601)는 지지 플레이트(601)의 질량 및 중량을 감소시키기 위해 복수의 관통 개구(601d)를 한정한다.
실시예에서, 칼라(602)들은 반원형 또는 "c"자-형상일 수 있고, 칼라(602)들을 지지 플레이트(601)에 고정하기 위해 체결구(601c)들을 수용하여 이와 맞물리도록 복수의 원주 방향으로 이격된 구멍을 한정할 수 있다. 이러한 구성에서, 칼라(602)들은 장착축(D-D)을 중심으로 센터링된다. 칼라(602)들은 원형 지지 플레이트(603)를 지지하고 유지하는 환형 오목부(604)(도 5b 및 도 6)를 가지는 환형 또는 링형 부재를 형성하도록 함께 정합된다.
도 5b 및 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 원형 지지 플레이트(603)의 외경은 원형 지지 플레이트(603)을 지지하고 유지하는 오목부(604)의 내경보다 작다. 한 실시예에서, 이러한 직경에서의 차이는 약 0.25 인치이다. 그러므로, 원형 지지 플레이트(603)가 칼라(602)에서 센터링될 때, 오목부(604)의 원통형 내경 표면(607)과 원형 지지 플레이트(603)의 외경 표면 사이에 공간이 있을 수 있다. 이러한 공간은 칼라(602)에 대한 원형 지지 플레이트(603)의 반경 방향 변위의 범위를 제공한다.
원형 지지 플레이트(603)는 지지 플레이트(603)의 외부 주변 가장자리로부터 반경 방향 내측으로 연장되는 반경 방향 연장 구멍들 또는 통로(603c)들을 한정한다. 도 5b에 도시된 실시예에서, 지지 플레이트(603)는 원주 방향으로 서로 90°이격된 4개의 구멍(603c)을 가진다. 각각의 구멍(603c)은 적어도 부분적으로 스프링(605) 및 핀(606)을 수용한다. 핀(606)은 각각의 구멍(603c)에서 스프링(605)의 반경 방향 외측으로 배치된다. 스프링(605)들은 칼라(602)들의 오목부(604)의 내부 원통형 표면(607)과 맞물리기 위해 핀(606)들을 편향시키거나 강제하도록 구성된다. 스프링(605)들 및 핀(606)들은 칼라(602)들에 대해 센터링된 위치로 원형 지지 플레이트(603)를 강제하는 경향이 있는 힘을 원형 지지 플레이트(603)에 가할 수 있다. 원형 지지 플레이트(603)는 또한 내부 커넥터 서브 조립체(508)를 향해 연장되는 중앙 베어링 지지 샤프트(603a)를 포함한다. 베어링 지지 샤프트(603a)의 단부는 베어링 지지 샤프트(603a) 주위에서 내부 커넥터 서브 조립체(508)를 정합하기 위한 스냅 링(608)을 수용하기 위한 스냅 링 슬롯을 한정한다. 지지 플레이트(603)는 지지 플레이트(603)의 질량 및 중량을 감소시키기 위해 관통 구멍(603b)들을 한정한다.
내부 커넥터 서브 조립체(508)는 그 사이에 베어링(612)을 포획하기 위해 체결구(617)들과 함께 연결되도록 구성된 베어링 프레임(609) 및 베어링 칼라(618)를 포함한다. 베어링(612)은 베어링 프레임(609)과 베어링 칼라(618) 사이에서 축 방향으로 유지된다. 베어링 프레임(609)은 중앙 환형 플랫폼(609a), 및 플랫폼(609a)으로부터 내부 슬리브(512a)를 향해 연장되는 복수의 원주 방향으로 이격된 레그(609b)를 가진다. 플랫폼(609a)은 베어링 프레임(609)이 베어링 칼라(618)에 고정될 때 베어링(612)의 베어링(612)의 반경 방향 외측 부분(612a)(도 6)에 기대어 지지하도록 구성된다.
베어링 지지 샤프트(603a)는 베어링 칼라(618)의 중앙 개구 및 베어링(612)을 통해 연장되도록 구성된다. 베어링(612)의 반경 방향 내측 부분(612b)(도 6)은 도 6에 도시된 바와 같이 지지 샤프트(603a)의 플랜지(603a')와 베어링 지지 샤프트(603a)의 스냅 링 슬롯에 설치된 스냅 링(608) 사이에서 베어링 지지 샤프트(603a) 상에 축 방향으로 위치된다. 지지 샤프트(603a)와 베어링(612)의 반경 방향 내측 부분(612b) 사이의 연결은 지지 샤프트(603a) 및 베어링(612)의 반경 방향 내측 부분(612b)이 축(C-C)을 중심으로 함께 회전할 수 있도록 한다. 더욱이, 베어링 프레임(609)이 체결구(617)들을 이용하여 베어링 칼라(618)에 고정될 때, 베어링(612)의 반경 방향 외측 부분(612a)이 베어링 칼라(618) 및 베어링 프레임(609)의 플랫폼(609a)에 기대어서, 베어링 프레임(609), 베어링 칼라(618), 및 베어링(612)의 반경 방향 외측 부분(612a)은 축(C-C)을 중심으로 함께 회전하도록 구성된다.
레그(609b)들의 단부는 도시된 바와 같이 체결구(610)(예를 들어, 나사 체결구)들에 의해 칼라(512)의 플랜지(512b)에 기계적으로 고정되도록 구성된다. 도 5b에 도시된 실시예에서, 레그(609b)들은 축(C-C)에 대해 0이 아닌 테이퍼 각도로 연장되어서, 레그(609b)들이 칼라(512)의 플랜지(512b)에 고정될 때, 레그(609b)들은 위로 연장되고, 도 6에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 내부 슬리브(512a)의 테이퍼형 외부 가장자리에 일치한다. 베어링 칼라(618) 및 베어링 프레임(609)이 제2 엔드폼 조립체(204)의 베어링 하우징(309) 및 리테이너 링(313)과 동일한 방식으로 함께 기능한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 베어링 프레임(609) 및 베어링 칼라(618)의 구조는 베어링 하우징(309) 및 리테이너 링(313)보다 적은 질량 및 중량으로 형성된다.
도 6은 조립된 구성의 제2 엔드폼 조립체(504)의 단면도를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 베어링 칼라(618)는 베어링(612)의 반경 방향 외측 부분(612a)에 기대는 그 외부 단부에서 플랜지(618a)를 가진다. 또한, 베어링 프레임(609)의 플랫폼(609a)은 베어링(612)의 반경 방향 외측 부분(612a)에 기대는 반경 방향 내측 환형 가장자리를 가지며, 베어링 칼라(618)의 반대쪽 환형 플랜지(618b)에 기대는 반경 방향 외측 환형 플랜지를 가진다. 체결구(617)들은 베어링 칼라(618)의 환형 플랜지(618b)를 베어링 프레임(609)의 플랫폼(609a)의 반경 방향 외측 플랜지에 연결한다. 베어링(612)의 반경 방향 내측 부분(612b)은 중앙 베어링 지지 샤프트(603a)에 형성된 어깨부 또는 플랜지(603a')와 중앙 베어링 지지 샤프트(303a)에 연결된 스냅 링(308) 사이에서 축 방향으로 유지된다. 조립될 때, 엔드폼(204a)은 베어링 프레임(609)에 고정되어서, 베어링 프레임(609), 베어링 칼라(618), 칼라(512) 및 엔드폼(504a)은 베어링(612) 및 베어링 지지 샤프트(603a)로부터의 지지와 함께 회전축(C-C)을 중심으로 함께 회전할 수 있다.
도 5b 및 도 6에 도시된 바와 같이, 엔드폼(504a)의 내부 측면은, 엔드폼(504a)에 있는 중앙 개구를 둘러싸고 회전축(C-C)과 동축인 환형 플레이트(615)에 연결된다. 환형 플레이트(615)는 복수의 체결구(616)를 이용하여 엔드폼(504a)에 고정될 수 있다. 환형 플레이트(615)는 제2 엔드폼 조립체(504)가 맨드릴(202)에 연결될 때 맨드릴 폼(202c)(도 2)의 단부에 대한 마모 보호를 제공하도록 구성될 수 있다. 환형 플레이트(615)는 또한 제2 엔드폼 조립체(504)를 맨드릴(202)에 연결할 때 맨드릴(202)의 외부 단부(202b)를 제2 엔드폼 조립체(504)의 내부 슬리브(512a) 내로 안내하는 것을 도울 수 있다.
와인딩 기계의 작동 동안, 엔드폼(504a) 및 내부 커넥터 서브 조립체(508)가 맨드릴(202)에 연결되고 회전축(C-C)을 따라서 회전할 때, 베어링 지지 샤프트(603a) 및 베어링(612)은 내부 커넥터 서브 조립체(508) 및 엔드폼(504a)의 회전을 안내하도록 구성된다. 이러한 회전 동안, 장착축(D-D)이 회전축(C-C)과 정렬되지 않도록 외부 장착 서브 조립체(506)가 배치되는 경우에, 스프링(605)들은 스프링들의 위치 및 원형 플레이트(603)의 이동 방향에 의존하여 압축 또는 인장될 수 있으며, 그러므로, 장착축(D-D)과 회전축(C-C)의 오정렬을 허용하거나 수용한다. 또한, 스프링(605)들의 편향 작용은 원형 지지 플레이트(603)를 다시 센터링하는 복원력을 발생시킬 수 있으며, 그러므로 회전축(C-C)을 중심으로 하는 내부 커넥터 서브 조립체(508) 및 엔드폼(504a)의 회전 동안 장착축(D-D)을 회전축(C-C)과 정렬할 수 있다.
더욱이, 장착축(D-D)에 대한 원형 지지 플레이트(603)의 반경 방향 편향의 범위는 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 엔드폼 조립체(504)를 맨드릴(202)에 연결할 때 외부 장착 서브 조립체(506) 및 가동성 아암(205)에 대한 내부 커넥터 서브 조립체(508) 및 엔드폼(504a)의 특정 범위의 오정렬을 허용한다. 또한, 스프링(605)들의 편향 작용은 지지 플레이트(603)를 다시 센터링하는 복원력을 발생시킬 수 있고, 그러므로 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 엔드폼 조립체(504)를 맨드릴(202)에 연결할 때 장착축(D-D)을 회전축(C-C)과 정렬할 수 있다.
도 6에 도시된 제2 엔드폼 조립체(504)는 외부 장착 서브 조립체(506)가 내부 커넥터 서브 조립체(508)에 대해 반경 방향으로 이동하는 것을 허용한다. 특히, 위에서 언급한 바와 같이, 스프링(605)들 및 핀(606)들, 및 지지 플레이트(603)와 칼라(602)들 사이의 환형 간격은 외부 장착 서브 조립체(506)의 고정된 장착축(D-D)이 내부 커넥터 서브 조립체(508)의 회전축(C-C)에 대해 반경 방향으로 이동하는 것을 허용한다. 그러므로, 장착축(D-D)은 제2 엔드폼 조립체(504)를 맨드릴(202)에 연결할 때 회전축(C-C)(그러므로 맨드릴(202)의 축)과 정확히 정렬될 필요가 없다. 더욱이, 기계의 와인딩 작업 동안, 내부 커넥터 서브 조립체(508)와 엔드폼(504a)이 회전축(C-C)을 중심으로 맨드릴(202)과 함께 회전할 때, 베어링(612)들은 장착축(D-D)과 회전축(C-C)이 오정렬될 때에도 고르지 않은 부하를 받지 않을 것이다.
셀프 센터링 엔드폼 및 맨드릴의 실시예가 본 명세서에서 설명되고 예시되었다. 특정 실시예가 설명되었지만, 본 발명은 본 발명이 당해 기술이 허용하는 범위에서 광범위하고 명세서가 마찬가지로 읽혀지도록 의도됨에 따라서 이에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 그러므로, 특정 편향 부재가 개시되었지만, 다른 편향 부재가 마찬가지로 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 아울러, 특정 유형의 스프링들 및 베어링들이 개시되었지만, 다른 스프링들 및 베어링들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 그러므로, 청구된 사상 및 범위를 벗어나지 않고 제공된 발명에 대해 또 다른 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다.

Claims (20)

  1. 스풀 엔드폼 조립체로서,
    회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼; 및
    장착 구조물 상에 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 포함하며;
    상기 스풀 엔드폼 조립체는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성되는, 스풀 엔드폼 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 장착 서브 조립체는 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향에 대응하는, 장착축을 중심으로 센터링되는 적어도 하나의 환형 부재를 포함하며, 상기 적어도 하나의 환형 부재는 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위를 제공하는 방식으로 상기 원형 플레이트를 지지하고 유지하도록 구성되는, 스풀 엔드폼 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 원형 플레이트는 커넥터 서브 조립체에 의해 상기 엔드폼 및 중앙 칼라에 결합되며, 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 상기 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는, 스풀 엔드폼 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 환형 부재는 상기 원형 플레이트를 지지하고 유지하는 오목부를 포함하며;
    상기 원형 플레이트는 핀 및 편향 부재를 각각 수용하는 복수의 반경 방향 구멍 또는 통로를 포함하며, 상기 핀들 및 편향 부재들은 상기 적어도 하나의 환형 부재의 오목부와 상기 핀들의 접촉을 유지하고 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축과 상기 장착축의 정렬을 강제하도록 구성되는, 스풀 엔드폼 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 복수의 반경 방향 구멍 또는 통로는 서로에 대해 원주 방향으로 등간격으로 이격되는, 스풀 엔드폼 조립체.
  6. 제2항에 있어서, 상기 원형 플레이트는 상기 중앙 칼라에 결합되기 위해 상기 원형 플레이트로부터 상기 중앙 칼라를 향해 연장되는 중앙 베어링 지지 샤프트를 포함하는, 스풀 엔드폼 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트에 의해 지지되는 베어링; 및
    상기 베어링을 둘러싸는 베어링 하우징으로서, 상기 베어링 하우징은, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트와 상기 원형 플레이트에 대해 상기 회전축을 중심으로 하는 상기 베어링 하우징, 상기 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 상기 중앙 칼라에 정합되는, 상기 베어링 하우징을 추가로 포함하는, 스풀 엔드폼 조립체.
  8. 제6항에 있어서, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트에 의해 지지되는 베어링; 및
    베어링 칼라에 결합된 개방 베어링 프레임을 추가로 포함하며, 상기 베어링 칼라는 상기 베어링을 포획하고, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트 및 상기 원형 플레이트에 대해 상기 회전축을 중심으로 하는 베어링 하우징, 상기 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 상기 중앙 칼라에 정합되는, 스풀 엔드폼 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 장착 구조물은 가동성 아암인, 스풀 엔드폼 조립체.
  10. 와인딩 스풀로서,
    중심 축을 따라서 제1 단부로부터 제2 단부까지 길이 방향으로 연장되는 맨드릴;
    상기 맨드릴의 제1 단부에 연결된 제1 엔드폼 조립체; 및
    상기 맨드릴의 제2 단부에 제거 가능하게 연결되도록 구성된 제2 엔드폼 조립체를 포함하며, 상기 제2 엔드폼 조립체는 회전축을 중심으로 회전하도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼, 및 장착 구조물 상에 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 포함하며, 상기 제2 엔드폼 조립체는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성되는, 와인딩 스풀.
  11. 제10항에 있어서, 상기 장착 서브 조립체는 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향에 대응하는, 장착축을 중심으로 센터링되는 적어도 하나의 환형 부재를 포함하며, 상기 적어도 하나의 환형 부재는 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위를 제공하는 방식으로 상기 원형 플레이트를 지지하고 유지하도록 구성되는, 와인딩 스풀.
  12. 제11항에 있어서, 상기 원형 플레이트는 커넥터 서브 조립체에 의해 상기 엔드폼 및 중앙 칼라에 결합되며, 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 상기 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는, 와인딩 스풀.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 환형 부재는 상기 원형 플레이트를 지지하고 유지하는 오목부를 포함하며;
    상기 원형 플레이트는 핀 및 편향 부재를 각각 수용하는 복수의 반경 방향 구멍 또는 통로를 포함하며, 상기 핀들 및 편향 부재들은 상기 적어도 하나의 환형 부재의 오목부와의 상기 핀들의 접촉을 유지하고 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축과 상기 장착축의 정렬을 강제하도록 구성되는, 와인딩 스풀.
  14. 제11항에 있어서, 상기 원형 플레이트는 상기 중앙 칼라에 결합되기 위해 상기 원형 플레이트로부터 상기 중앙 칼라를 향해 연장되는 중앙 베어링 지지 샤프트를 포함하는, 와인딩 스풀.
  15. 제14항에 있어서, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트에 의해 지지되는 베어링; 및
    상기 베어링을 둘러싸는 베어링 하우징으로서, 상기 베어링 하우징은 상기 중앙 베어링 지지 샤프트와 상기 원형 플레이트에 대해 상기 회전축을 중심으로 하는 상기 베어링 하우징, 상기 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 상기 중앙 칼라에 정합되는, 상기 베어링 하우징을 추가로 포함하는, 와인딩 스풀.
  16. 제14항에 있어서, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트에 의해 지지되는 베어링; 및
    베어링 칼라에 결합된 개방 베어링 프레임을 추가로 포함하며, 상기 베어링 칼라는 상기 베어링을 포획하고, 상기 중앙 베어링 지지 샤프트 및 상기 원형 플레이트에 대해 상기 회전축을 중심으로 하는 베어링 하우징, 상기 중앙 칼라 및 엔드폼의 회전을 지지하도록 상기 중앙 칼라에 정합되는, 와인딩 스풀.
  17. 제10항에 있어서, 상기 장착 구조물은 가동성 아암인, 와인딩 스풀.
  18. 와이어 와인딩 기계로서,
    중심 축을 따라서 제1 단부로부터 제2 단부까지 길이 방향으로 연장되는 맨드릴, 상기 맨드릴의 제1 단부에 제거 가능하게 연결되도록 구성된 제1 엔드폼 조립체, 및 상기 맨드릴의 제2 단부에 연결된 제2 엔드폼 조립체을 가지는 회전 가능한 와이어 와인딩 스풀을 포함하며;
    상기 제2 엔드폼 조립체는 회전축을 중심으로 회전되도록 구성된 중앙 칼라를 가지는 엔드폼, 및 장착 구조물 상에 고정된 배향으로 장착되도록 구성된 장착 서브 조립체를 포함하며;
    상기 제2 엔드폼 조립체는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하도록 추가로 구성되는, 와이어 와인딩 기계.
  19. 제18항에 있어서, 상기 장착 서브 조립체는 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향에 대응하는, 장착축을 중심으로 센터링되는 적어도 하나의 환형 부재를 포함하며, 상기 적어도 하나의 환형 부재는 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위를 제공하는 방식으로 상기 원형 플레이트를 지지하고 유지하도록 구성되는, 와이어 와인딩 기계.
  20. 제19항에 있어서, 상기 원형 플레이트는 커넥터 서브 조립체에 의해 상기 엔드폼 및 중앙 칼라에 결합되며, 상기 적어도 하나의 환형 부재에 대한 상기 원형 플레이트의 반경 방향 변위의 범위는 상기 엔드폼 및 중앙 칼라의 회전축에 대한 상기 장착 서브 조립체의 고정된 배향의 오정렬을 허용하는, 와이어 와인딩 기계.
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