NO175413B - Fremgangsmåte og anordning for dannelse av en metalltrådkveil - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte og en anordning for dannelse av en kveil av metalltråd, særlig ståltråd, og hvor det sørges for at utførte vindinger av nevnte tråd faller ned i en kveildannende grop som har en hovedsakelig sylindrisk vegg med en vertikal akse, og hvori vindingene legges på hverandre således at de danner en kveil.

Anordninger av denne art utnyttes særlig i produksjonsutstyr beregnet for trekking av metalltråder og dannelse av kveiler som deretter sammentrenges og bindes sammen. I sådant produksjonsutstyr legges tråden etter trekkingen i vindinger som anbringes hovedsakelig flatt i overlappende forhold til hverandre, på et avkjølende transportbånd som vanligvis foreligger og på hvilket trådvindingene avkjøles under transportbåndets gang.

For enden av transportbåndet faller den ene trådvinding etter den andre ned i en grop som har en sylindrisk vegg med vertikal akse og en diameter som er noe større enn den til vindingene, og hvori de stables på hverandre og danner en kveil som deretter, før lagring eller bruk, fjernes fra gropen for sammentrengning og sammenbinding. Sådant utstyr er kjent fra bl.a. dokumentene FR-A 2 057 934 og FR-A 2 105 309.

I NO-116 882 er det vist en anordning hvor trådvindingene tilført på et transportbånd, påvirkes av tyngdekraften til å falle mer eller mindre tilfeldig ned omkring en tunge, enten direkte fra transportbåndet eller indirekte, etter først å ha blitt samlet opp på en skilleplate hvor vindingene antar en skrueaktig form. Videre er det i DE-3 819 982 vist en anordning hvor tråden etter trekkingen i produksjonsutstyret føres i vindinger omkring en trommel for å gi tråden skrue-linjeform før den faller av trommelen og ned i en beholder, som kan settes i svingninger for pakke vindingene sammen.

Til tross for at vindingene med sådant kjent utstyr delvis styres av en aksial oppoverrettet konisk stolpe inne i fallgropen, har de en tendens til å legge seg oppå hverandre på en uryddig måte. Følgelig er høyden av en kveil som dannes på denne måte mye større enn dersom vindingene, ble lagt på hverandre på en ryddig måte.

Som tidligere antydet, sammentrenges kveilene hovedsakelig ved at de utsettes for et aksialt trykk. Ettersom vindingne er lagt på hverandre på en uryddig måte, krysser trådene hverandre på mange steder og, når kveilen sammentrenges, er det stor fare for å skade tråden i området ved krysningsstedene.

I GB-759 575 er det således tidligere foreslått en fremgangsmåte for legge tråden ned på en mer ordnet, vekslende måte, idet tråden avgis i en spolelignende form fra en trådtrek-kingsinnretning til en åpen trommel mens denne roteres ved en hastighet som er noe større enn avleveringshastigheten for tråden. Tråden tillates da å legge seg i sløyfer med størr-else som bl.a. er avhengig av hastighetsforskjellen mellom trådleveringen og trommelrotasjonen, og i et mønster lignende det antydet i fig. 2 på de vedføyde tegninger. Maskinen ifølge GB-759 575 er imidlertid komplisert og omfatter bl.a. et gangspill, en trommel roterbart montert nedenfor gangspillet, utstyr for å presse tråden mot overflaten av gangspillet samt frigjøre den derfra og føre den til trommelen, og utstyr for å rotere nevnte trommel og gangspill med varierende innbyrdes hastigheter.

Et formål for foreliggende oppfinnelse er derfor å overvinne de ovenfor nevnte problemer ved å foreslå et system for dannelse av en kveil, som tillater at vindingene legges på en ryddig måte, idet kveilens samlede størrelse reduseres og skade på tråden unngås, og som er mer økonomisk og pålitelig, idet innviklede mekaniske innretninger, slik som den roterende trommel nevnt ovenfor, kan utelates.

For disse formål tilveiebringer foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for dannelse av trådkveiler av den innlednings-vis nevnte art, og som i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk at vindingene, under sitt fall ned i nevnte grop, utsettes periodisk for en radial tiltrekningskraft mot gropens vegg, -idet nevnte kraft bringes til å rotere om gropens akse.

Oppfinnelsen gjelder også en anordning for dannelse av en kveil av metalltråd, særlig ståltråd, som på forhånd er formet i vindinger, og hvor anordningen omfatter en grop for dannelse av kveilen, og som har en sylindrisk vegg med en vertikal akse, idet anordningen i henhold til oppfinnelsen har som særtrekk at den omfatter utstyr for periodisk utøvelse av en radial kraft på nevnte vindinger, og som gjennomgår en rotasjonsbevegelse om gropens akse.

Som det uten tvil vil ha blitt forstått, tillater fremgangsmåten og anordningen i henhold til oppfinnelsen at vindingene i kveilen anbringes på en ryddig måte mens de dannes, således at de legges i lag som ligger oppå hverandre, idet vindingene i hvert lag er vinkelmessig forskjøvet i forhold til hverandre. Med andre ord er hver vinding, eller gruppe av vindinger, hovedsakelig i kontakt med gropens vegg på ett punkt, og kontaktpunktene for to etterfølgende vindinger eller grupper av vindinger er jevnt fordelt på omkretsen. På denne måte optimeres utåpningen av vindingene når kveilen dannes. For en gitt trådlengde er det følgelig en betraktelig innspar-ing i høyden av kveilen og derfor i dennes samlede størrelse. Siden vindingene er jevnt anordnet i kveilen får dessuten denne en forbedret oppførsel og det er mindre fare for at kveilen blir deformert under håndtering. Ettersom kveiler dannet på denne måte er mer kompakte, kan den etterfølgende sammentrengningsoperasjon reduseres og til og med utelates, hvilket kan resultere i eliminering av sammentrengningsanord-ninger og derved reduksjon i produksjonstid og -kostnader, eller, i alle tilfeller, i reduksjon av faren for skade på tråden under sammentrengning.

I en særlig utførelsesform av oppfinnelsen anvendes fremgangsmåten for dannelse av en kveil av metalltråd som kan bli tiltrukket av en magnet, idet tiltrekningskraften på vindingene frembringes ved hjelp av et roterende magnetisk felt som fortrinnsvis genereres ved hjelp av induktorer, som f.eks. elektromagneter, som er jevnt fordelt på omkre-tsen av den kveildannende grop og som mates med en syklisk likestrøm.

Med dette opplegg kan den sykliske tiltrekning av metall-vindingene mot veggen av den kveildannende grop oppnås på en meget enkel måte, uten bruk av mekaniske elementer inne i gropen.

Bruk av et magnetisk felt generert ved hjelp av elektromagneter, gjør det dessuten lett å regulere størrelsen på tiltrekningskraften og rotasjonshastigheten for det roterende felt i samsvar med trådens diameter, størrelsen på vindingene og hastigheten på transportbåndet som tilfører vindingene, samt også den hastighet som vindingene faller ned i gropen med.

Bruk av elektromagneter anbragt utenfor gropen gjør det videre lett å tilpasse fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen til eksisterende produksjonsutstyr, uten omfattende modifikasjoner av gropen, da det bare er nødvendig å fremstille det område av gropens vegg som befinner seg ved elektromagnetene i et umagnetisk material.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremkomme av den etterfølgende beskrivelse som gis som et eksempel på en anordning og en fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen, anvendt for dannelse av kveiler av ståltråd ved utgangsenden av en trådtrekningsbenk.

Det vil bli gjort henvisninger til den vedføyde tegning, på hvilken: Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en kveildannende anordning i henhold til oppfinnelsen, sett i snitt gjennom

anordningens akse,

fig. 2 viser denne anordning sett ovenfra, og fig. 3 er et skjematisk oppriss av et spesielt elektromagnet-arrangement, sett ovenfra.

Anordningen vist i fig. 1 og 2 omfatter en grop eller sjakt 1 for dannelse av kveiler av ståltråd, og hvis vegg er sylindrisk og har en vertikal akse. Denne vegg omfatter: — en øvre krave 2 hvis øvre del kan være noe utflatet for således å fange opp vindinger eller spiraler av tråd 10 som mates til denne ved hjelp av et transportbånd 11 som drives i retning av pilen 12 og på hvilket tråden er anbragt i vindinger eller skruelinjer 10' som hovedsakelig befinner

seg i en flat tilstand og delvis overlapper hverandre,

— en nedre krave 3 som tjener som et førende og beholdende organ for den dannede trådkveil, og som er forynt med utstyr

(ikke vist) for å fjerne kveilen fra gropen, — en mellomliggende krave 4 fremstilt i et umagnetisk material.

I den viste utførelse er fem elektromagneter 5 omkretsmessig anbragt jevnt fordelt på omkretsen av den mellomliggende krave 4 og festet til denne. Elektromagnetenes høyde er noe mindre enn høyden av den mellomliggende krave 4, således at hovedsakelig alle kraftlinjer i det magnetiske felt generert ved hjelp av elektromagnetene, når disse er i drift, krysser nevnte mellomliggende krave.

Inne i gropen 1 er det anordnet et vertikalt bevegelig horisontalt trau 6, hvis øvre stilling befinner seg på nivået av den mellomliggende krave 4. Dette trau er tilpasset for å understøtte kveilen 7 og senkes etterhvert, således at den øvre del av kveilen som er iferd med å dannes, forblir fast i virksomhetområdet for feltet som frembringes av elektromagnetene 5. I fig. 1 er anordningen vist ved begynnelsen av dannelsen av kveilen 7, idet denne bare utgjøres av noen få trådvindinger 10 lagt ned på trauet 6 i den øvre stilling av dette.

Trauet 6 er ringformet og omgir en midtre dor 8 som ender i en øvre avrundet ende 9 utført for å gi ytterligere styring for trådvindingene 10 når disse faller ned i gropen 1 og særlig for å sikre at vindingene ikke faller på skrå og forstyrrer dannelsen av kveilen. Den avrundede ende 9 som befinner seg på høyde med den mellomliggende krave 4, er fortrinnsvis fremstilt i et umagnetisk material. Denne avrundede ende er imidlertid ikke uunnværlig, særlig ved kveiling av tråd med stor diameter, fordi bruk av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen har som virkning å lede vindingenes fall og sikre deres anbringelse i kveilen på en ryddig måte.

I arrangementet vist i fig. 1 er elektromagnetene 5 anbragt "horisontalt", dvs. på en sådan måte at den almene retning på kraftlinjene i feltet, som strekker seg mellom de to poler på en elektromagnet, befinner seg i et horisontalt plan. Elektromagnetene kan derfor være anordnet i samsvar med den skjematiske fremstilling i fig. 3, idet elektromagnetenes magnetiske kjerne er U-formet og polene som dannes av endene på grenene av U-formen strekker seg vertikalt over en høyde som er noe mindre enn den av den umagnetiske krave 4, samt være montert på den ytre overflate av denne.

Som en variant kan elektromagnetene være anbragt "vertikalt", dvs. på en sådan måte at kraftlinjene i feltet har en almen vertikal retning.

Elektromagnetene 5 og utstyret som tilfører elektrisk strøm er anordnet således at virkningen på vindingene av feltet generert ved hver elektromagnet, hovedsakelig opptrer i den del av den ringformede sone som befinner seg mellom den mellomliggende krave 4 og den avrundede ende 9, og som vender mot vedkommende elektromagnet.

Med andre ord, den tiltrekningskraft som utøves av en elektromagnet på den vinding, eller de vindinger, som befinner seg på magnetens nivå i det øyeblikk den mates med elektrisk strøm, utøves bare på det parti av denne vindings, eller disse vindingers, bue som befinner seg nærmest elektromagneten.

Det gjentas at i denne type utstyr er den innvendige diameter av gropen større enn den til vindingene. For eksempel har gropen en diameter av 1150 mm, mens vindingene har en diameter av ca.. 1050 mm. Hver vinding har da en horisontal bevegelses-frihet inne i gropen på ca. 100 mm. Når en av elektromagnetene eksiteres kan derfor den vinding eller de vindinger som i løpet av sitt fall befinner seg på høyde med den mellomliggende krave 4, bringes til en stilling i en avstand fra kraveveggen motsatt vedkommende elektromagnet, som er lik ca. 100 mm, eller til og med mer, når det tas i betraktning at vindingene kan helle i forhold til horisontalen. For at disse vindinger skal kunne utsettes for tiltrekningen utøvet ved hjelp av denne elektromagnet, må det magnetiske felt som genereres av denne, gjennomtrenge det indre av gropen til en dybde som minst er lik denne avstand, dvs. ca. 150 mm i det tilfelle som er betraktet ovenfor.

Det vil lett forstås at gjennomtrengningsdybden av det magnetiske felt i gropen må tilpasses særlig i samsvar med gropens og vindingenes diametre, og også i samsvar med nærværet eller fraværet av den avrundede ende, samt dennes diameter. For å bringe det magnetiske felt til å rotere om gropens akse omfatter anordningen videre utstyr (ikke vist) for syklisk mating av likestrøm til elektromagnetene 5. Dette utstyr muliggjør mating av strøm til elektromagnetene i flere forskjellige sykler. Det er f.eks. mulig, under henvisning til fig. 3 hvor elektromagnetene er forsynt med hver sin henvisningsbokstav a, b, c, d, e, å mate strøm bare til en eneste elektromagnet på et gitt tidspunkt og oppnå en matesyklus i rekkefølgen a, b, c, d, e, a ... eller i rekkefølgen a, c, e, b, d, a .... Det er også mulig samtidig å mate strøm til to elektromagneter, fortrinnsvis nabomagneter, f.eks. i samsvar med en av de etterfølgende sykluser:

a+b, c+d, e+a, b+c, d+e ... ,

a+b, b+c, c+d, d+e, e+a ... ,

eller også a+c, b+d, c+e, d+a, e+b ....

Rotasjonsretningen kan også reverseres.

Den måte som den kveilformende anordning brukes på, vil nå bli beskrevet. Før ankomsten av vindingene eller skruelinjene som transporteres ved hjelp av transportbåndet 11, mates elektromagnetene 5 med en strøm i samsvar med en av de forutbestemte sykler.

Trauet 6 bringes til sin øvre stilling vist i fig. 1 på høyde med den mellomliggende krave 4. Den første vinding 10 faller inn i gropen 1 og ned i trauet 6. Det skal nevnes at i det tilfelle hvor anordningen er tilpasset for et utstyr av den type som er vist i det tidligere nevnte dokument FR 2 105 309 (fra hvilket nødvendig tilleggsinformasjon kan innhentes), kan de første vindinger anbringes på uttrekkbare staver som strekker seg inn i gropen og understøtter kveilen i påvente av trauets retur til dets øvre stilling, idet disse staver deretter trekkes tilbake for å la kveilen bli dannet ved å hvile på trauet.

Etterhvert som trådvindingene faller, tiltrekkes de ved hjelp av elektromagnetene 5 og, pga. deres sykliske mating som frem-bringer et magnetisk felt, fordeles vindingene omkretsmessig, idet de delvis overlapper hverandre som vist i fig. 2. Ettersom vindingene etterhvert legger seg ned og høyden av kveilen øker, reguleres nedsenkingen av trauet 6 således at den øvre del av kveilen som er iferd med å dannes, forblir på nivået av den mellomliggende krave <p>g på denne måte fortsetter å utsettes for virkningen av det magnetiske felt.

Fortrinnsvis reguleres nedsenkingen av trauet slik at den øvre del av kveilen holdes i nærheten av bunnen av elektromagnetenes virkningssone. På denne måte vil feltet ha en overvektig virkning på de fallende vindinger og den nødvendige tiltrekningskraft på vindingene være forholdsvis liten. Feltet vil imidlertid ha en virkning på de vindinger som nettopp er lagt på plass, hvilket vil forhindre en mulig forskyvning av disse og som f.eks. kunne være et resultat av vindingenes elastisi-tet. Da de underliggende vindinger er utenfor feltet, er det imidlertid ingen fare for at disse vindinger skal forskyve seg pga. trykket som utøves på disse av vindingene ovenfor.

Når alle vindingene er lagt ned og kveilen er ferdig formet, senkes^ trauet til den nedre stilling og kveilen kan fjernes.

Som det vil ha blitt forstått, er det pga. den regelmessige anordning av vindingene at høyden av kveilen er betraktelig redusert i forhold til høyden av kveiler frembragt med tidligere kjent teknikk, hvor vindingene fordeles uten noen regularitet og legges på hverandre på en tilfeldig måte.

Som et eksempel, i det tilfelle at det tidligere beskrevne produksjonsutstyr benyttes ved utgangsenden av et trekkverk som fremstiller tråd med en diameter på 5,5 mm, og som legges i vindinger med en diameter på 1050 mm og faller ned i gropen med en takt av i størrelsesorden 25 vindinger pr. sekund, mates hver elektromagnet med en likestrøm som gir ca. 40.000 ampere-vindinger i kveilen. Det benyttes fem elektromagneter som mates i rekkefølge og det magnetiske felt roterer med en hastighet på ca. 0,25 omdreininger pr. sekund.

Det var mulig å oppnå en reduksjon av mer enn 30 % i kveil-høyden.

Det må nevnes at feltets rotasjonshastighet kan variere innenfor et stort område som en funksjon særlig av den valgte matesyklus for elektromagnetene, trådens særegne dimensjoner og hastigheten som vindingene faller med. Den er også avhengig av den tid som behøves for at kraften skal bygge seg opp i elektromagnetene, hvilket betyr en minimumsvarighet for mating av strøm til disse, således at det magnetiske felt som skapes kan gi tilstrekkelig tiltrekningsvirkning på vindingene.

Videre må det tas hensyn til den remanente magnetisme i elektromagnetene, og som forårsaker en forsinkelse i fjerning-en av det magnetiske felt med hensyn til det øyeblikk da matingen av strømmen til dem opphører. Varigheten av mate-syklusen må derfor være tilstrekkeig til å sikre at feltvirk-ningene som skapes av de forskjellige elektromagneter ikke forstyrrer eller utsletter hverandre.

For dette formål er elektromagnetene fortrinnsvis slik anbragt at tilliggende poler på to naboelektromagneter har samme polaritet. I den samme hensikt vil elektromagnetene fortrinnsvis mates med strøm i samsvar med en syklus hvor en elektromagnet mates og deretter en annen, som ikke er den tilliggende elektromagnet, men den etterfølgende elektromagnet, osv.

For å redusere elektromagnetenes reaksjonstid kan likeledes en viss spenning, f.eks. ca. 90 V, holdes fast over elektromagnetene, hvilket er utilstrekkelig til å skape tiltrekningskraften, men-som gjør det mulig å redusere den tid som trengs for å bygge opp kraft under den sykliske mating av magnetene ved deres arbeidsspenning, som i foreliggende tilfelle er i størrelsesorden 200 V.

Antall magneter kan endres og de kan også anbringes på en sådan måte at tilliggende poler på to naboelektromagneter har samme polaritet, eller motsatt polaritet. Det vil kunne sees at i tilfellet med tilliggende poler av samme polaritet, vil antall magneter fortrinnsvis være et liketall for å unngå avbrudd i fordelingen av polene.

Det roterende magnetiske felt kan også frembringes ved hjelp av hvilket som helst middel kjent blant fagfolk innen området elektromagnetisme, f.eks. ved å utnytte flerfaseinduktorer eller en magnetkjerne med vindinger tilsvarende dem på en elektromotors stator, og som mates med en likestrøm, eller lignende.

Det magnetiske felt kan også utøve sin virkning over en mer eller mindre stor høyde og ved et høydenivå som er mer eller mindre nær gropens øvre ende, idet høyden av henholdsvis den mellomliggende og den øvre krave tilpasses tilsvarende.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for dannelse av en kveil av metalltråd, særlig ståltråd, og hvor det sørges for at utførte vindinger (10) av nevnte tråd faller ned i en kveildannende grop (4) som har en hovedsakelig sylindrisk vegg med en vertikal akse, og hvori vindingene legges på hverandre således at de danner en kveil (7), karakterisert ved at vindingene (10), under sitt fall ned i nevnte grop (4), utsettes periodisk for en radial tiltrekningskraft mot gropens vegg, idet nevnte kraft bringes til å rotere om gropens akse.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den anvendes på en metalltråd som er i stand til å bli tiltrukket ved hjelp av en magnet og at nevnte kraft frembringes ved hjelp av et roterende magnetisk felt.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte felt genereres ved hjelp av elektromagneter som er anbragt jevnt fordelt på gropens omkrets og mates med en likestrøm på en syklisk måte.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at bare en eneste elektro-magent mates med strøm ad gangen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at to elektromagneter, fortrinnsvis nabomagneter, mates med strøm på samme tid.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at nevnte magnetkraft utøves på et høydenivå som tilsvarer den øvre del av den kveil som er i ferd med å dannes.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at nevnte kraft utøves på de fallende vindinger ovenfor det høyeste nivå av den kveil som er i ferd med å dannes.

8. Anordning for dannelse av en kveil (7) av metalltråd, særlig ståltråd, som på forhånd er formet i vindinger (10), og hvor anordningen omfatter en grop (4) for dannelse av kveilen, og som har en sylindrisk vegg med en vertikal akse, karakterisert ved at anordningen omfatter utstyr for periodisk utøvelse av en radial kraft på nevnte vindinger, og som gjennomgår en rotasjonsbevegelse om gropens akse.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte kraftutøvende utstyr omfatter induktorer som genererer et roterende magnetisk felt.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at nevnte induktorer er elektromagneter (5) anbragt jevnt fordelt på gropens omkrets og at det foreligger organer for syklisk matning av nevnte elektromagneter med likestrøm.

11. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at utstyret for utøvelse av den radiale kraft på vindingene, er anbragt på et høydenivå som tilsvarer den øvre del av den kveil som er i ferd med å dannes og/eller ovenfor nevnte nivå.

12. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at gropens vegg (4), på induktorenes høydenivå, består av umagnetisk material.