PL192467B1 - Urządzenie do gęstego upakowania drutu w bębnie zbiorczym i sposób gęstego upakowania drutu w bębnie zbiorczym - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do gestego upakowania drutu, zwlaszcza drutu spawalniczego w bebnie zbiorczym, zawierajace przeciagarke dla pociagania drutu, obroto- wa glowice ukladajaca na pierwszej osi dla przyjmowa- nia tego drutu z przeciagarki i obrotowy stól zawiera- jacy zespól do wspierania bebna dla upakowania drutu, znamienne tym, ze obrotowy stól (54) zawiera zespól do obracania obrotowego stolu (54) wokól drugiej osi (B) oraz zespól do indeksacji bebna (62) lub obrotowej glowicy ukladajacej (21) wzgledem siebie i/lub wzgledem pierwszej osi (A) w czasie obro- tu tego obrotowego stolu (54). 15. Sposób gestego upakowania drutu, zwlasz- cza drutu spawalniczego w bebnie zbiorczym, pole- gajacy na pociaganiu drutu z zasobnika za pomoca przeciagarki, obracanej dla pociagniecia drutu spa- walniczego ze zródla i na podawaniu drutu z prze- ciagarki do glowicy ukladajacej, która jest umiesz- czona na pierwszej osi (A), znamienny tym, ze obraca sie glowice ukladajaca dla ulozenia petli drutu wewnatrz bebna z drutem, oraz indeksuje sie beben lub glowice ukladajaca wzgledem pierwszej osi (A), przy równoczesnym ukladaniu petli drutu wewnatrz bebna. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do gęstego upakowania drutu w bębnie zbiorczym i sposób gęstego upakowania drutu w bębnie zbiorczym, zwłaszcza drutu spawalniczego o małej średnicy.

Drut spawalniczy o małej średnicy typowo pakowany jest w dużych pojemnikach w pojedynczej szpuli, która ma naturalny „odlew”. Oznacza to, że w stanie wolnym drut ma tendencję do przyjmowania stanu ogólnie linii prostej. W czasie użytkowania, drut wyciągany jest z wewnętrznej części szpuli przez górną część pojemnika, przechowującego szpulę.

W przypadku spawania automatycznego albo półautomatycznego (włączając spawanie przez roboty), zasadnicze znaczenie ma zapewnienie ciągłości kierowania dużych ilości drutu spawalniczego do operacji spawania w stanie nie skręconym, nie wykrzywionym i nie pozaginanym tak, aby operacja spawania zachodziła jednorodnie w długich okresach czasu bez interwencji manualnej i/lub inspekcji. Jednym z problemów przy takim spawaniu jest zapewnienie podawania drutu do operacji spawania w stanie nieskręconym albo niewiele skręconym tak, aby naturalna tendencja drutu do przyjmowania wstępnie ustalonego stanu naturalnego nie szkodziła w bezproblemowym i jednorodnym spawaniu. W celu osiągnięcia tego celu, wytwarza się drut spawalniczy, który ma odlew naturalny albo stan niskiego skręcenia. Oznacza to, że jeżeli zostałby odcięty długi odcinek drutu i ułożony na podłodze, to naturalnym kształtem przyjętym przez ten odcinek drutu byłaby ogólnie linia prosta. Ten drut spawalniczy nawija się na szpulę w dużym pojemniku (zwykle bębnie), zawierającym kilkaset kilogramów drutu w celu automatycznego albo półautomatycznego spawania. Naturalna tendencja drutu do pozostawania w stanie wyprostowanym albo nieskręconym czyni drut nieco „ożywionym” po zwinięciu w nienaturalną serię zwojów w czasie umieszczania w pojemniku, co powoduje odkształcenie drutu z jego stanu naturalnego. Z tego względu ogromny wysiłek skierowany jest na pomysł umieszczenie drutu wewnątrz tak, żeby mógł być wyciągany w automatycznym albo półautomatycznym spawaniu w stanie niskoskręconym. Jeżeli drut nie zostanie prawidłowo załadowany wewnątrz pojemnika, wówczas masowe operacje spawania, które mogą wymagać zużywania wielkich ilości drutu spawalniczego i znacznych ilości czasu, mogą być niejednorodne i mogą wymagać kosztownej ponownej obróbki. Problem ten musi być rozwiązany przez producentów drutu, którzy pakują drut spawalniczy w wielkich szpulach, które mają być używane do automatycznego albo półautomatycznego spawania.

W ostatnich latach wystąpiła tendencja stosowania jeszcze większych opakowań z większym zapasem drutu spawalniczego, co ma w zamierzeniu zmniejszyć czas wymagany do umieszczenia pojemnika zbiorczego w instalacji spawalniczej. Zwiększone zapotrzebowanie na coraz większe pojemniki zbiorcze jeszcze bardziej zmniejsza zdolność do bezproblemowego pobierania drutu spawalniczego bez zakłócenia naturalnego przepływu drutu spawalniczego albo bez skręcania drutu spawalniczego przy sąsiednich zwojach. W ten sposób pojemnik zbiorczy na szpule drutu spawalniczego o wielkiej objętości musi być zbudowany tak, aby chronił przed awarią w trakcie podawania drutu do instalacji spawalniczej. Układ wyciągający albo pobierający drut z pojemnika musi mieć zastosowane środki, które zapewnią uniknięcie nawet niewielkich zakłóceń w swobodnym, prostym przepływie drutu spawalniczego do instalacji spawalniczej. Pierwszym etapem w zapewnianiu eliminacji nawet niewielkich zakłóceń jest umieszczenie drutu spawalniczego wewnątrz pojemnika w sposób, który pozwoli na pobieranie drutu z pojemnika w korzystnym stanie.

Drut spawalniczy, zgromadzony w pojemniku zbiorczym jest w postaci szpuli, mającej liczne warstwy zwojów drutu ułożone od dołu do góry. Wewnętrzna średnica szpuli jest zasadniczo mniejsza niż średnica pojemnika. Z uwagi na wewnętrzną sztywność samego drutu, zwoje tworzące warstwy znajdują się ciągle pod wpływem siły, która ma tendencję do poszerzania średnicy zwojów. Wcelu skompensowania tej tendencji, drut spawalniczy układany jest wewnątrz pojemnika zbiorczego w korzystnych średnicach pętli, przy czym średnice pętli są mniejsze niż średnica wewnętrzna pojemnika zbiorczego. Typowo, średnica pętli jest przynajmniej o 15% mniejsza niż średnica wewnętrzna bębna.

Ze stanu techniki jest znane urządzenie i sposób, w których drut spawalniczy wyciągany z procesu produkcyjnego jest podawany na serię wałków obrotowych i pociągany przez ciągarkę w sąsiedztwie pojemnika zbiorczego. Z ciągarki drut spawalniczy podawany jest na obrotową głowicę układającą, która jest ogólnie walcowatą rurą, mającą otwór przy dnie albo wzdłuż walca w sąsiedztwie dna. Drut przebiega przez rurę i poza otwór, po czym jest umieszczany w pojemniku zbiorczym.

Głowica układająca przebiega do pojemnika zbiorczego i obraca się wokół osi ogólnie równoległej do osi pojemnika zbiorczego. Drut podawany na głowicę układającą przez przeciągarkę podawaPL 192 467B1 ny jest z prędkością obrotową różną od prędkości obrotowej głowicy układającej. Stosunek pomiędzy prędkością obrotową głowicy układającej, a prędkością obrotową przeciągarki określa średnicę rozmiaru pętli wewnątrz pojemnika zbiorczego. W czasie, gdy drut układany jest wewnątrz pojemnika zbiorczego, jego waga powoduje stopniowe przesuwanie się pojemnika zbiorczego w dół. W miarę, jak pojemnik zbiorczy przesuwa się w dół, głowica układająca w dalszym ciągu się obraca, w ten sposób wypełniając bęben zbiorczy do jego pojemności. Bęben zbiorczy stopniowo obraca się o ułamek jednego obrotu dla każdej pełnej pętli drutu spawalniczego umieszczonej wewnątrz bębna zbiorczego. Powoduje to, iż styczna część pętli drutu spawalniczego dotyka części wewnętrznej średnicy pojemnika zbiorczego, zaś przeciwległa strona pętli oddzielona jest o pewną odległość od boku pojemnika. Dokonuje się to przez przesunięcie głowicy układającej od linii środkowej pojemnika zbiorczego o jedną połowę różnicy odległości pomiędzy średnicą pętli a średnicą pojemnika zbiorczego.

Realizację tego znanego ze stanu techniki sposobu ładowania pojemnika zbiorczego najlepiej przedstawiono na fig. 6. Ten sposób ładowania bębnów zbiorczych drutem spawalniczym jest ważny dla skutecznego pobierania drutu spawalniczego w czasie procesu spawania. Jednak, jak pokazano na fig. 7 i 8, proces ten powoduje również upakowanie o luźnej gęstości drutu spawalniczego wewnątrz pojemnika zbiorczego. Zależnie od stosowanej średnicy względem pojemnika zbiorczego, drut ma większą gęstość wzdłuż części krawędziowej pojemnika zbiorczego w stosunku do średnicy wewnętrznej samej szpuli w sąsiedztwie jamy szpuli. Spowodowane jest to tym, że więcej drutu umieszczone jest wzdłuż części krawędziowych pojemnika niż umieszczone jest wzdłuż jamy szpuli. Choć efekt netto powoduje, iż drut spawalniczy może zostać wyciągnięty z pojemnika bez znacznych problemów zgięcia albo skręcenia, to jednak luźne upakowanie o niskiej gęstości oznacza częstsze przerwy w procesie spawania. Dlatego też jest dłuższy czas wyłączenia w operacji spawania i większe koszty robocze, ponieważ w trakcie operacji spawania konieczna jest wymiana pojemnika zbiorczego i ręczna interwencja w operację spawania.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego urządzenia i sposobu do gęstego pakowania drutu spawalniczego w pojemniku zbiorczym, które pokonują niedogodności znanego sposobu i urządzenia do tego celu.

Urządzenie do gęstego upakowania drutu, zwłaszcza drutu spawalniczego w bębnie zbiorczym, zawierające przeciągarkę dla pociągania drutu, obrotową głowicę układającą na pierwszej osi dla przyjmowania tego drutu z przeciągarki i obrotowy stół zawierający zespół do wspierania bębna dla upakowania drutu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obrotowy stół zawiera zespół do obracania obrotowego stołu wokół drugiej osi oraz zespół do indeksacji bębna lub obrotowej głowicy układającej względem siebie i/lub względem pierwszej osi w czasie obrotu tego obrotowego stołu.

Urządzenie korzystnie zawiera zespół do zmiany średnicy pętli drutu.

Zespół do indeksacji zawiera indeksator zamontowany na obrotowym stole.

Zespół do indeksacji zawiera zestaw tłoka i cylindra.

Zespół do wspierania bębna jest zamocowany ruchomo względem pierwszej osi.

Zespół do wspierania bębna zawiera pierwszą część obrotowego stołu, przy czym przynajmniej ta pierwsza część obrotowego stołu jest umieszczona ruchomo względem pierwszej osi.

Obrotowy stół lub pierwsza część obrotowego stołu zawiera element ślizgowy, który to element ślizgowy jest umieszczony ruchomo względem drugiej osi.

Zespół do wspierania bębna zawiera element ślizgowy zamocowany na stole obrotowym, przy czym ten element ślizgowy jest umieszczony ruchomo względem pierwszej osi.

Element ślizgowy jest umieszczony ruchomo w kierunku prostopadłym do pierwszej osi.

Zespół do obracania stołu obrotowego zawiera silnik napędowy i obrotowy wał napędowy, zamocowany poniżej elementu ślizgowego.

Obrotowy stół korzystnie zawiera dolną platformę, która jest umieszczona obrotowo wokół drugiej osi.

Na platformie dolnej korzystnie jest zamocowany zestaw tłoka i cylindra.

Zestaw tłoka i cylindra korzystnie znajduje się poniżej pierwszej części stołu obrotowego.

Na dolnej platformie korzystnie jest osadzony element ślizgowy, zamocowany obrotowo względem drugiej osi.

Sposób gęstego upakowania drutu, zwłaszcza drutu spawalniczego w bębnie zbiorczym, polegający na pociąganiu drutu z zasobnika za pomocą przeciągarki, obracanej dla pociągnięcia drutu spawalniczego ze źródła i na podawaniu drutu z przeciągarki do głowicy układającej, która jest umieszczona na pierwszej osi, według wynalazku charakteryzuje się tym, że obraca się głowicę ukła4

PL 192 467B1 dającą dla ułożenia pętli drutu wewnątrz bębna z drutem, oraz indeksuje się bęben lub głowicę układającą względem pierwszej osi, przy równoczesnym układaniu pętli drutu wewnątrz bębna.

Bęben z drutem podlega indeksacji względem pierwszej osi.

Bęben korzystnie podpiera się na stole obrotowym, który zawiera element ślizgowy a etap indeksacji bębna drutu obejmuje indeksację elementu ślizgowego względem pierwszej osi.

Sposób korzystnie obejmuje obracanie bębna w czasie etapu obracania głowicy układającej.

Głowicę układającą korzystnie obraca się z pierwszą prędkością obrotową.

Bęben korzystnie obraca się z drugą prędkością obrotową.

Pierwsza prędkość obrotowa korzystnie jest większa od drugiej prędkości obrotowej.

Przeciągarkę obraca się z trzecią prędkością obrotową.

Korzystnie ustala się stosunek pierwszej prędkości obrotowej do trzeciej prędkości obrotowej dla kontrolowania rozmiaru pętli drutu w bębnie.

Etap indeksacji korzystnie obejmuje poruszanie bębna drutu względem pierwszej osi w funkcji liczby obrotów bębna.

Wynalazek pozwala na upakowanie większej ilości drutu spawalniczego w mniejszych, ale gęściej upakowanych pojemnikach, bez wpływania na zdolność do bezproblemowego pobierania drutu spawalniczego w czasie automatycznych albo półautomatycznych procesów spawania. Maszyna do gęstego pakowania drutu spawalniczego zawiera przeciągarkę do wyciągania drutu spawalniczego z procesu produkcyjnego, obrotową głowicę układającą na pierwszej osi dla przyjęcia drutu z przeciągarki oraz stół obrotowy, który wspiera bęben zbiorczy drutu spawalniczego. Drut spawalniczy pakowany jest wewnątrz bębna zbiorczego przez obrót głowicy układającej przy pierwszej prędkości obrotowej i obrót przeciągarki przy drugiej prędkości obrotowej w celu określenia średnicy pętli. Stół obrotowy obraca się wokół osi, która w zalecanym przykładowym wykonaniu jest równoległa do pierwszej osi, z trzecią prędkością obrotową. Ogólnie, dla każdej pętli drutu spawalniczego umieszczonej wewnątrz bębna zbiorczego, stół obrotowy obraca się o ułamek jednego obrotu, tym samym powodując, że tylko mała część obwodu pętli styka się z wewnętrzną powierzchnią bębna obrotowego. Dzięki obróceniu się stołu tylko o ułamek jednego obrotu zapewnia się, iż następna pętla umieszczona wewnątrz bębna zbiorczego będzie się stykać z wewnętrzną powierzchnią bębna zbiorczego w drugim położeniu wzdłuż wnętrza bębna zbiorczego i w sąsiedztwie pierwszego położenia poprzedniej pętli. Co ważne, urządzenie indeksujące pozwala na przesuwanie się bębna zbiorczego i obrotowej głowicy układającej względem siebie w kolejnych etapach w czasie ładowania drutu wewnątrz bębna zbiorczego. Zaleca się, by stosować indeksator, który powoduje umieszczanie drutu przez obrotową głowicę układającą w bębnie zbiorczym z różnego położenia wewnątrz bębna zbiorczego, dzięki czemu można pokonać wiele problemów znanych ze stanu techniki. W szczególności, drut spawalniczy można umieścić gęściej wewnątrz pojemnika dzięki unikaniu umieszczania drutu z tej samej osi obrotu wewnątrz pojemnika. Wynalazek można jeszcze bardziej udoskonalić przez przerywaną zmianę średnicy pętli drutu wewnątrz pojemnika w połączeniu z etapem indeksowania. Efekt netto jest taki, że powstają nałożone warstwy drutu spawalniczego wewnątrz pojemnika, przy czym każda warstwa ma maksymalną gęstość przy innym położeniu promieniowym wewnątrz pojemnika niż warstwa sąsiednia. Etap indeksowania i/lub zmieniania średnicy pętli zapewnia to, że pojemnik drutu spawalniczego jest gęściej upakowany niż w układach znanych ze stanu techniki, przez co można umieścić więcej drutu spawalniczego w tej samej objętości pojemnika.

W zalecanym sposobie według wynalazku, przeciągarka dla gęstego pakowania drutu spawalniczego w bębnie zbiorczym znajduje się ponad bębnem zbiorczym i obraca się przy ustawionej prędkości obrotowej dla wyciągnięcia drutu spawalniczego z procesu produkcyjnego. Głowica układająca jest umieszczona na pierwszej osi, która jest korzystnie prostopadła do osi obrotu przeciągarki. Głowica układająca obraca się z prędkością obrotową inną niż przeciągarka. Stosunek prędkości obrotowej przeciągarki do prędkości obrotowej głowicy układającej wyznacza rozmiar pętli umieszczonej wewnątrz bębna zbiorczego. Drut podawany jest z przeciągarki na głowicę układającą, przy czym głowica układająca jest umieszczona i włożona do wnętrza bębna zbiorczego. Bęben zbiorczy jest wsparty na stole obrotowym, który obraca się o ułamek obrotu na każdy pojedynczy pełen obrót głowicy układającej. Głowica układająca i stół obrotowy korzystnie obracają się wokół równoległych osi. Okresowo w czasie układania pętli bęben drutu albo głowica układająca podlegają indeksacji z pierwszego położenia do drugiego położenia, podłużnie przemieszczonego od pierwszego położenia i wzdłuż linii ogólnie prostopadłej do obrotowej osi stołu obrotowego. W połączeniu z etapem indeksowania, zmienić się może również pierwsza albo druga prędkość obrotowa, co zmienia stosunek, a tym samym

PL 192 467B1 średnicę rozmiaru pętli, umieszczanej wewnątrz bębna zbiorczego. Ponadto, według zalecanego przykładowego wykonania sposobu według wynalazku, etap indeksowania obejmuje przesunięcie bębna drutu względem pierwszej osi jako funkcję liczby obrotów stołu obrotowego. Powoduje to efekt nawarstwienia albo uwarstwienia wewnątrz pojemnika, co pozwala na gęste upakowanie.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku urządzenia według wynalazku, fig. 2A - widok dolnej połowy urządzenia z fig. 1, fig. 2B - widok górnej połowy urządzenia z fig. 1, fig. 3 - przekrój wzdłuż linii 3-3 z fig. 2A, fig. 4 - widok stołu obrotowego, wzdłuż linii 4-4 z fig. 2A; fig. 5 - bęben zbiorczy wypełniony drutem spawalniczym sposobem według wynalazku, fig. 6 - znany sposób umieszczanie drutu spawalniczego jak podano w stanie techniki, fig. 7 - częściowy przekrój poprzeczny, ukazujący zmienność gęstości upakowanego drutu spawalniczego w stanie techniki, fig. 8 - częściowy przekrój poprzeczny ukazującym zmienność gęstości upakowanego drutu spawalniczego w stanie techniki, fig. 9A i 9B - etapy tworzenia pojedynczej warstwy średnicy pętli w urządzeniu i sposobem według wynalazku, fig. 10A i 10B dodatkowy przykład etapów kształtowania pojedynczej warstwy średnicy pętli sposobem według wynalazku, fig. 11A - schemat przedstawionego na fig. 9A i 9B sposobu tworzenia średnicy pętli, fig. 11B - schemat przedstawionego na fig. 10A i 10B sposobu tworzenia średnicy pętli, fig. 12 - częściowy przekrój poprzeczny ukazujący efekt układania naprzemiennych warstw drutu spawalniczego przedstawionych na fig. 9-11, a fig. 13 - częściowy przekrój poprzeczny ukazujący inny przykład układania różnych warstw drutu spawalniczego.

Na fig. 1 przedstawiono urządzenie według wynalazku do nawijania drutu na bęben 10, które wyciąga drut spawalniczy 11 z procesu produkcyjnego (nie przedstawionego). Drut spawalniczy 11 wyciągany przez przeciągarkę 12 jest napędzany przez silnik 14, połączony z kołem przekładni 16, które napędza pas 15. Jak pokazano, drut wyciągany jest na szeregu wałków obrotowych i wałków przesuwnych 17a, 17b i 17c, które utrzymują napięcie drutu spawalniczego 11 pomiędzy procesem produkcyjnym a przeciągarką 12. Jak pokazano na fig. 1 i 1B, drut spawalniczy 11 zawinięty jest na kącie około 270° wokół obwodu przeciągarki 12. Zapewnia to odpowiednie tarcie i zwiększa zdolność do wyciągnięcia drutu spawalniczego 11 na wałkach przesuwnych 17a-17c. Drut spawalniczy 11 podawany jest do obrotowej głowicy układającej 21, która jest zawieszona na belce nawijającej 22. Obrotowa głowica układająca 21 obraca się wewnątrz obudowy nośnej 23, która jest podwieszona z belki nawijającej 22. Obrotowa głowica układająca 21 zawiera rurę układającą 24 i część czopową 25, wystającą z niej i wspartą dla obrotu przez kołnierz 26 oraz górne i dolne łożysko 27 i 28, umieszczone odpowiednio przy górnym i dolnym końcu obudowy nośnej 23. Część czopowa 25 zawiera zewnętrzną powierzchnię walcowatą 31 dla zetknięcia z łożyskami 27 i 28, i wewnętrzną powierzchnię walcowatą 32, wyznaczającą wydrążone wnętrze wału, które pozwala na przejście drutu spawalniczego 11 z przeciągarki 12 do rury układającej 24.

Krążek linowy 33 jest połączony z zewnętrzną, walcowatą powierzchnią 31 części czopowej 25 poniżej obudowy nośnej 23. Odpowiedni krążek linowy 34 przebiega od wału 35 silnika napędu warstwowego 36. Pas 37 łączy krążki linowe 33 i 34 dla realizacji napędu przez silnik napędu warstwowego 36 części czopowej 25 i, odpowiednio, obrotowej głowicy układającej 21.

Panel sterowniczy 41 reguluje prędkość silnika napędu warstwowego 36 i silnika 14 zasilania drutem, jak również koordynuje stosunek pomiędzy prędkościami tych dwóch silników. Prędkość silnika wpływa na prędkość obrotową głowicy układającej 21 oraz prędkość obrotową przeciągarki 12. Należy zauważyć, iż stosunek pomiędzy prędkością obrotową głowicy układającej 21, a prędkością obrotową przeciągarki 12 określa średnicę rozmiaru pętli drutu spawalniczego 11, jak to zostanie opisane poniżej.

Rura układająca 24 zawiera zewnętrzną powierzchnię walcowatą 42, wewnętrzną powierzchnię walcowatą 43 oraz ogólnie zamknięty koniec górny 44, mający wewnętrzną i zewnętrzną powierzchnię 45 i 46. Niewielki otwór 47, wypośrodkowany wokół osi linii środkowej A rury układającej 24 przechodzi pomiędzy wewnętrzną powierzchnią 45 a zewnętrzną powierzchnią 46. Dolny koniec części czopowej 25 przebiega przez mały otworek 47, jest wsparty przez mały kołnierz 51 przy krańcowym dolnym końcu części czopowej 25 i jest przyspawany w miejscu. Dolny koniec rury układającej 24 zawiera pierścień 52, przebiegający wokół obwodu dolnego końca rury układającej 24. Pierścień 52 ma otwór 553, przez który przechodzi drut spawalniczy 11 z rury układającej 24 w czasie operacji pakowania.

Stół obrotowy 54 wsparty jest dla obrotu na wsporniku 55. Wspornik 55 zawiera szynę prowadniczą 56, cylinder siły 57 oraz część belkową 58 w kształcie litery L. Jak wspomniano powyżej, wspornik 55 umożliwia obrót stołu obrotowego 54 na sobie, a w szczególności na poziomej belce 61

PL 192 467B1

L-kształtnej części belkowej 58. Należy zauważyć, iż w miarę, jak masa drutu spawalniczego 11 umieszczana jest wewnątrz bębna zbiorczego 62, pionowa część belkowa 63, która jest przymocowana do gumowych kół prowadniczych 64, przejeżdża w dół na szynie prowadniczej 56, która jest przedstawiona jako belka w kształcie litery H. W ten sposób, L-kształtna część belkowa 58 przejeżdża w dół na szynie prowadniczej 56 w czasie napełniania bębna zbiorczego 62.

Pionowa część belkowa 63 zawiera palec 65, który przebiega na zewnątrz od niej i jest obrotowo przymocowany przy bolcu 67do zewnętrznego końca 68 prętu 71, który jest częścią zestawu cylindra sprężonego 72. Zestaw cylindra sprężonego 72 zawiera cylinder 73. Należy zauważyć, iż cylinder 73 jest sprężony tak, że gdy bęben zbiorczy 62 jest pusty, to cylinder 73 jest w równowadze a L-kształtna część belkowa 58 jest w swym najwyższym punkcie na szynie prowadniczej 56. W miarę, jak bęben zbiorczy 62 zostaje wypełniony drutem spawalniczym 11, dodatkowa masa umieszczona na stole obrotowym 54 powoduje przebieg pręta tłoka 71 w dół, jak przedstawiono za pomocą strzałki X w kontrolowanym opuszczaniu w dół szyny prowadniczej 56. Ciśnienie wewnątrz cylindra 73 jest oparte o wstępnie określony stosunek masy do ciśnienia. Kontrolowane opuszczanie pozwala na umieszczenie drutu spawalniczego 11 wewnątrz bębna zbiorczego 62 od dna bębna w sąsiedztwie stołu obrotowego 54aż po górną wargę bębna zbiorczego 62. W ten sposób, w zalecanym przykładowym wykonaniu, obrotowa głowica układająca 21 nie porusza się w kierunku pionowym, natomiast w kierunku pionowym porusza się stół obrotowy 54, który jest równoległy do osi linii środkowej A rury układającej 24.

Stół obrotowy 54 jest napędzany dla obrotu w sposób podobny do rury układającej 24. Obudowa nośna 84 jest zamocowana na poziomej belce 61 L-kształtnej części belkowej 58. Część czopowa 85 przebiega w dół od stołu obrotowego 54 i może się swobodnie obracać przy pomocy łożysk 86 i 87. Według wynalazku, część czopowa 85 jest cylindrem, który ma zewnętrzną powierzchnię walcowatą 88 i wewnętrzną powierzchnię walcowatą 89 dla celów, które zostaną opisane dalej. Krążek linowy 92 jest sprzężony z końcem dolnym części czopowej 85. Krążek linowy 92 jest połączony z krążkiem linowym 93 przy pomocy pasa 94. Krążek linowy 93 jest napędzany przez silnik stołu obrotowego 95 za pomocą przekładni 96. Silnik 95 stołu obrotowego jest umieszczony na przekładni zasadniczo w dół od rury układającej 24 tak, by stół obrotowy 54 obracał się tylko o ułamek pojedynczego obrotu w stosunku do pełnego obrotu rury układającej 24.

Jak, można najlepiej zobaczyć na fig. 2A, fig. 3 i fig. 4, stół obrotowy 54 zawiera platformę dolną 101, która jest napędzana dla obrotu przez zestaw klucza końca dolnego części czopowej 85. Jak pokazano na fig. 4, stół ślizgowy zamocowany jest na platformie dolnej 101 stołu obrotowego 54 za pomocą dużego otworu 104, wyciętego w dnie 105 stołu ślizgowego 103. Klucz 106 platformy dolnej 101 utrzymuje stół ślizgowy 103. Stół ślizgowy 103 zdolny jest do ruchu względem platformy dolnej 101 dzięki ślizganiu się otworu 104 na kluczu 106. Należy zauważyć, iż klucz 106 i otwór 104 mogą mieć powierzchnię stosunkowo pozbawioną tarcia, taką jak nylon i temu podobne. Dodatkowo, powierzchnia nośna 107 klucza 106 może być wyposażona w łożyska kulkowe albo inny typ łożysk (nie przedstawiono), który ułatwia ruch pomiędzy stołem ślizgowym 103 a platformą dolną 101.

Ruch stołu ślizgowego 103 powodowany jest przez indeksator, pracujący w połączeniu ze stołem ślizgowym 103. Zaleca się, by indeksator był zestawem tłoka i cylindra 110, który zwisa w dół ze stołu obrotowego 54. Zestaw tłoka i cylindra 110 zawiera dwa ogólnie identyczne pręty i tłoki, odpowiednio 111 i 112, które są wspólnie połączone przez pręt napędowy 114. Każdy z prętów i tłoków 111 i 112 jest oddzielony o równą odległość od części czopowej 85 stołu obrotowego 54, i ogólnie równoległy do kierunku ruchu pomiędzy kluczem 106 a otworem 104 jak przedstawiono na fig. 3.

Obecnie opisany zostanie pręt i tłok 111. Należy zauważyć, iż pręt i tłok 112 jest identyczny i jest oznaczony identycznie na rysunkach. Pręt i tłok 111 zawiera część tłokową 115, obrotowo zamocowaną do rękawa 116, który zwisa w dół od platformy dolnej 101 przy pomocy trzpienia obrotowego 117. Część prętowa 118 przebiega od przeciwległego końca części tłokowej 115 do bloku 121, który utrzymuje w sobie pręt napędowy 114. Pręt napędowy 114 przebiega ogólnie prostopadle do części prętowej 118 i jest połączony z identycznym blokiem 121 przebiegającym od pręta i tłoka 112. Pomiędzy blokami 121 pręt napędowy 114 jest połączony z dźwignią 122 przy dolnym końcu dźwigni 123. W środkowej części 124 dźwigni 122, dźwignia 122 jest obrotowo połączona przez trzpień 125 z ramieniem 126, odchodzącym od dolnego końca dolnej platformy 101. Przy górnej części końcowej 127 dźwigni 122, dźwignia 122 jest obrotowo połączona ze stołem ślizgowym 103 przez trzpień 128. Jak można najlepiej zobaczyć na fig. 4, dźwignia 122 może przechodzić przez platformę dolną 101 do stołu ślizgowego 103 przez ustawione w linii szczeliny 131 i 132 odpowiednio w platformie dolnej 101

PL 192 467B1 i w stole ślizgowym 103. Każdy z prętów i tłoków 111 i 112 jest napędzany równo ze źródła powietrza. Źródło powietrza (nie przedstawione) połączone jest z rurą zasilania powietrzem 133 przy dnie części czopowej 85. Wewnętrzna powierzchnia cylindra 89 służy jako kanał powietrzny, przez który zasilanie powietrzem podawane jest do góry do przewodów zasilania powietrzem 134 i 135 (patrz fig. 3), które następnie połączone są z wlotem cylindra 136. Należy zauważyć, iż źródło powietrza zdolne jest do napędzania części prętowej 118 prętów i tłoków 111 i 112, które z kolei napędzają dźwignię 122 w celu przesunięcia stołu ślizgowego 103 i otworu 104 w kierunku poziomym względem klucza 106 oraz dolnej platformy 101. Układ dokonuje tego ruchu ślizgowego bez wpływania na zdolność stołu obrotowego 54 i dolnej platformy 101 do obracania się. W pełni upakowany bęben zbiorczy 62 przedstawiono na fig. 5.

Urządzenie według wynalazku pozwala na to, by bęben zbiorczy 62, zamocowany na stole obrotowym 54 i przymocowany klipsami 137 do stołu ślizgowego 103 był wypełniony drutem według sposobu jak przedstawiono na fig. 9-13. Jak można zauważyć, drut spawalniczy 11 umieszczony jest wewnątrz bębna zbiorczego 62 dzięki obrotowi rury układającej 24 wokół osi A. Obrót rury układającej 24 przedstawiono przy pomocy strzałki C na fig. 9-11. Należy zauważyć, iż oś A rury układającej 24 jest odsunięta od osi B linii środkowej bębna zbiorczego 62.

W jednym z przykładów, przedstawionych na fig. 9 i 10, zastosowany jest bęben zbiorczy o średnicy 508 mm. Dla każdego pojedynczego obrotu o 360° rury układającej 24, umieszczana jest pętla drutu 11 o średnicy 420 mm. Równocześnie powoduje się obrót stołu obrotowego 54 o ułamek jednego obrotu, korzystnie o kąt pomiędzy 1° a 2°, w kierunku obrotu, jak przedstawiono przy pomocy strzałki M. Wzór zakreślany wewnątrz bębna zbiorczego 62 przedstawiono na fig. 9B. Po około 9-10 obrotach bębna zbiorczego 62, zmienia się średnicę pętli. Przy użyciu panelu sterowniczego 41, względne prędkości obrotowe przeciągarki 12 i obrotowej głowicy układającej 21 zmieniają się w celu zmiany średnicy pętli. Jak przedstawiono na fig. 10A i 10B, pętla o średnicy 394 mm umieszczana jest w pełnej warstwie 360°, wyznaczonej jako jeden pełen obrót stołu obrotowego 54, w trakcie którego rura układająca 24 obraca się około 323 razy w celu umieszczenia 323 pętli o średnicy 394 mm. Jeżeli pojedynczy zwój o średnicy 420 mm (fig. 9A i 9B) albo 394 mm (fig. 10A i 10B) byłby kontynuowany od dna do szczytu bębna zbiorczego 62, to osiągnięto by przekrojowy wzorzec przedstawiony na fig. 7 (dla zwoju 16,5-calowego) albo fig. 8 (dla zwoju o średnicy 394 mm). Przekroje poprzeczne z fig. 7 i 8, uzyskane przy użyciu sposobu obracania przedstawionego na fig. 6, wykazują wysoką gęstość drutu spawalniczego przy krańcowo zewnętrznych krawędziach bębna zbiorczego 62 z mniejszą gęstością w kierunku osi B linii środkowej bębna zbiorczego 62.

Niniejszy wynalazek, a w szczególności pręty i tłoki 111 i 112, pozwalają na ruch osi B linii środkowej bębna obrotowego 62 względem nieruchomej osi A linii środkowej rury układającej 24. Jak przedstawiono na fig. 11A i 11B, ruch ten, sprzężony z regulacją stosunku prędkości obrotowej pomiędzy przeciągarką 12 a rurą układającą 24, zmienia wzorzec układania wewnątrz bębna zbiorczego 62. Zmiana średnicy pętli samego drutu spawalniczego 11, bez odpowiadającego przesunięcia w linii środkowej bębna zbiorczego 62, nie jest zalecana, ponieważ średnica pętli powinna mieć taki rozmiar, by stycznie dotykać wewnętrznej powierzchni bębna zbiorczego 62 w przynajmniej jednym punkcie. Ponieważ drut spawalniczy 11 jest nieco „ożywiony”, zatem będzie poszukiwał wewnętrznej powierzchni nawet, jeżeli nie zostanie tam w zamierzeniu położony. Jeżeli jego umiejscowienie jest mniej kontrolowane, to nie jest zapewnione bezproblemowe wyciąganie drutu spawalniczego. Wynalazek umożliwia uzyskanie wzorów takich, jak pokazane na fig. 9B i 10B.

Jak przedstawiono na fig. 12 i 13, wynalazek umożliwia umieszczenie różnych średnic pętli drutu spawalniczego 11 wewnątrz bębna zbiorczego 62. Umieszczenie naprzemiennych warstw drutu spawalniczego 11, mających różne średnice pętli znacznie zwiększa gęstość upakowania wewnątrz bębna zbiorczego 62. Stwierdzono, iż gęstość upakowania można zwiększyć o 50% wewnątrz tej samej objętości pojemnika zbiorczego przez umieszczenie 50% więcej drutu wewnątrz tego samego bębna. Figura 12 przedstawia przykład opisany na fig. 9-11, tj. warstwy drutu spawalniczego wewnątrz bębna zbiorczego 62 o średnicy 508 mm. Jak widać, naprzemienne warstwy o średnicy pętli 420 mm i średnicy pętli 394 mm umieszczane są wewnątrz bębna o średnicy 508 mm. Ponieważ każda średnica pętli ma inną gęstość w punktach równoodległych od środkowej linii bębna, zatem różne gęstości i masy działają w celu upakowania drutu spawalniczego 11 ściślej wewnątrz bębna 62, przez co wewnątrz tej samej objętości wytwarza się mniej pustej przestrzeni. Figura 13 przedstawia drugi przykład z bębnem o średnicy 584 mm, w którym średnica pętli zmienia się pomiędzy 438 mm, 464 mm i 489 mm. Należy zauważyć, iż można uzyskać inne wzorce. Wynalazek pozwala na zwiększenie pojemności

PL 192 467B1 każdego bębna zbiorczego 62 o ponad 50% względem sposobu i urządzenia znanego ze stanu techniki. Optymalną gęstość określa się przez średnicę bębna i średnicę pętli.

Wynalazek opisano w odniesieniu do zalecanego przykładowego wykonania. Oczywiście, możliwe są modyfikacje i odmiany inne niż przedyskutowane tutaj, o ile wchodzą w zakres wynalazku.

Claims (24)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie do gęstego upakowania drutu, zwłaszcza drutu spawalniczego w bębnie zbiorczym, zawierające przeciągarkę dla pociągania drutu, obrotową głowicę układającą na pierwszej osi dla przyjmowania tego drutu z przeciągarki i obrotowy stół zawierający zespół do wspierania bębna dla upakowania drutu, znamienne tym, że obrotowy stół (54) zawiera zespół do obracania obrotowego stołu (54) wokół drugiej osi (B) oraz zespół do indeksacji bębna (62) lub obrotowej głowicy układającej (21) względem siebie i/lub względem pierwszej osi (A) w czasie obrotu tego obrotowego stołu (54).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera zespół do zmiany średnicy pętli drutu.
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół do indeksacji zawiera indeksator zamontowany na obrotowym stole (54).
4. 4. Urządzenie według zastrz. 1 albo 3, znamienne tym, że zespół do indeksacji zawiera zestaw tłoka i cylindra (110).
5. 5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół do wspierania bębna (62) jest zamocowany ruchomo względem pierwszej osi (A).
6. 6. Urządzenie według zastrz. 5, znamienne tym, że zespół do wspierania bębna (62) zawiera pierwszą część (103) obrotowego stołu (54), przy czym przynajmniej ta pierwsza część (103) obrotowego stołu (54) jest umieszczona ruchomo względem pierwszej osi (A).
7. 7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że obrotowy stół (54) lub pierwsza część (103) obrotowego stołu (54) zawiera element ślizgowy, który to element ślizgowy jest umieszczony ruchomo względem drugiej osi (B).
8. 8. Urządzenie według zastrz. 1 albo 5, albo 6, znamienne tym, że zespół do wspierania bębna (62) zawiera element ślizgowy (103) zamocowany na stole obrotowym (54), przy czym ten element ślizgowy (103) jest umieszczony ruchomo względem pierwszej osi (A).
9. 9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że element ślizgowy (103) jest umieszczony ruchomo w kierunku prostopadłym do pierwszej osi (A).
10. 10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zespół do obracania stołu obrotowego (54) zawiera silnik napędowy (95) i obrotowy wał napędowy (85), zamocowany poniżej elementu ślizgowego (103).
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że obrotowy stół (54) zawiera dolną platformę (101), która jest umieszczona obrotowo wokół drugiej osi (B).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że na platformie dolnej (101) jest zamocowany zestaw tłoka i cylindra (110).
13. 13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że zestaw tłoka i cylindra (110) znajduje się poniżej pierwszej części stołu obrotowego (54).
14. 14. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że na dolnej platformie (101) jest osadzony element ślizgowy, zamocowany obrotowo względem drugiej osi (B).
15. 15. Sposób gęstego upakowania drutu, zwłaszcza drutu spawalniczego w bębnie zbiorczym, polegający na pociąganiu drutu z zasobnika za pomocą przeciągarki, obracanej dla pociągnięcia drutu spawalniczego ze źródła i na podawaniu drutu z przeciągarki do głowicy układającej, która jest umieszczona na pierwszej osi (A), znamienny tym, że obraca się głowicę układającą dla ułożenia pętli drutu wewnątrz bębna z drutem, oraz indeksuje się bęben lub głowicę układającą względem pierwszej osi (A) , przy równoczesnym układaniu pętli drutu wewnątrz bębna.
16. 16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że bęben z drutem podlega indeksacji względem pierwszej osi (A).
17. 17. Sposób według zastrz. 16, znamienny tym, że bęben podpiera się na stole obrotowym, który zawiera element ślizgowy a etap indeksacji bębna drutu obejmuje indeksację elementu ślizgowego względem pierwszej osi (A).

    PL 192 467B1
18. 18. Sposób według zastrz. 17, znamienny tym, że obejmuje obracanie bębna w czasie etapu obracania głowicy układającej.
19. 19. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że głowicę układającą obraca się z pierwszą prędkością obrotową.
20. 20. Sposób według zastrz. 18, znamienny tym, że bęben obraca się z drugą prędkością obrotową.
21. 21. Sposób według zastrz. 19 albo 20, znamienny tym, że pierwsza prędkość obrotowa jest większa od drugiej prędkości obrotowej.
22. 22. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że przeciągarkę (21) obraca się z trzecią prędkością obrotową.
23. 23. Sposób według zastrz. 22, znamienny tym, że ustala się stosunek pierwszej prędkości obrotowej do trzeciej prędkości obrotowej dla kontrolowania rozmiaru pętli drutu w bębnie.
24. 24. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że etap indeksacji obejmuje poruszanie bębna drutu względem pierwszej osi (A) w funkcji liczby obrotów bębna.