转盘卷线机 本发明涉及用于卷绕带状物品的一转盘卷线机,特别是用于金属带的轧制和处理装置。
金属带的生产装置包括各种设备,特别是轧制、压磨、浸渍或其它处理设备。在该装置的一给定部位的出口处,通常须将金属带卷绕到一滚筒上,以便于将其运输到其它部段或使用金属带的其它任何地点。
为此,采用一卷线机,包括至少一个心轴,它绕其轴线旋转,并且金属带卷绕于该心轴上以形成一滚筒。按照公知的方式,心轴设置有可回缩的伸张装置,在完成卷绕步骤后可移去卷线机,并且通常与附加的装置组合,例如与一皮带卷扬机相组合,以便于启动卷绕步骤;还与用于移去已卷绕成的滚筒的装置组合。
在某些改进的装置中,特别是那些以流水线方式连续工作的装置中,例如组合有滚轧机或滚轧线的装置中,特别需要大容量的输出设备。
尤其是,当卷线滚筒到达所需的尺寸时,必须剪断金属带并且马上转入另一卷线机上。在更换卷线机过程中,一金属带收集器可以使轧制卷绕过程不停止,但这一操作所需的时间显然应该保持尽可能地短。
通常,这样的一种装置包括两个独立的卷线机,每个卷线机具有一皮带卷绕机和用于移动滚筒的一导架。在剪断后产品从一个卷线机到其它卷线机的通道是由一连接系统来保证。这种布置非常笨重和昂贵,明显超出了所需的基本开销。
为了减小卷线装置所需的空间,已经试用一种单一的装置来取代两个独立的卷线机,它包括安装在一鼓形回转架上的两个卷线心轴,这些心轴绕一中央轴线可转动地安装,而且每一心轴悬臂地安装在一驱动轴上,驱动轴绕一平行于鼓的中央轴线的一轴线可转动地安装在鼓上。
因此,仅通过将鼓绕其轴线转动,即可将处于某一位置的一个心轴或另一心轴连续地导引来卷绕金属带(DE-A-3346219,JP-A-61-124478)。
这种卷线机,所谓的“转盘卷线机”,需要一单一的卷绕机和一单一的用于卷线滚筒的移动导架,这就大大降低了基础成本。此外,由于金属带的啮合结构是恒定的,因此不再需要连接装置。
然而,为了定位住一心轴以及定位用于转动处于卷绕位置的心轴的独立的控制装置,这种类型的结构具有非常复杂的机构并且显然需要笨重的齿轮箱、传动轴、轴承、离合器、爪形联接器等等。
为了简化其机械布置,在JP-A-61.124478文献中也已提出给每一心轴连接一马达,包括一转子,其内具有一定子,后者固定在鼓上并且转子随心轴的驱动轴一起转动。
因此,一心轴的每一驱动马达仅需通过一供电线连接到一电源上,该供电线可方便地穿过鼓的中央旋转轴,因而可容易地执行对一个心轴或另一心轴旋转的选择地控制。
这种布置可以取消两个心轴的驱动机构,代之以异步马达。但是整个组件仍然笨重和费事,并且置于鼓内的电机可能会过热。
本发明涉及一种特别简单和重量轻的新型布置,它还可显著地简化心轴的安装及驱动装置的维护。
因此,本发明总体上涉及一用于将卷绕带状产品卷绕在至少两个卷绕心轴之一上的转盘卷线机,它包括:绕一中央轴线可转动地安装在一固定托架上的回转架,至少两个悬臂固定的卷绕心轴,每一个心轴与可转动地安装在由回转架支承的两个隔开的轴承上的一旋转轴对齐,所述旋转轴构成了与回转架的中央轴线平行且与之偏心的心轴的卷绕轴线,至少两个马达,每一马达连接于一心轴上且分别包括一转子和不可转动的定子,两者分别位于心轴的轴与回转架上,并且以其轴线为中心,还包括用于控制回转架绕其轴线转动的装置,以选择地导引处于卷绕位置的一个心轴,以及向每一马达供能的装置,以驱动相应的心轴。
按照本发明,连接于一心轴的每一马达安装在一独立的机架上,机架上还安装有马达的定子和携带转子与心轴的旋转轴的两个对中轴承,并且回转架上设置有至少两个支承装置,每一带有一马达-心轴组件,该组件包括一心轴,其旋转轴及相连的马达,而且每一支承装置连接于可移动的装置上,以便将这种马达-心轴组件的机架对中和固定在一位置,使得由轴承确定的卷绕轴线平行于中央轴线,而每一马达-心轴组件因而构成一可互换的组件。
按照一优选实施例,每一马达-心轴组件的机架包括一基本上为平板的-基座并且其上可作用一相应台上,该平台设在回转架上并构成了相应的马达-心轴组件的支承装置,所述的基座和平台具有定心和紧固装置,其可彼此脱开。特别是,回转架最好包括至少两个紧固平台、每一平台带有一马达-心轴组件,它们对称地放置在一轴的每侧,该轴可转动地安装在固定托架上并构成回转架的中央轴线。
最好是,在中央轴的设置心轴的端侧设置一回转支承法兰,该支承法兰上已设置有一圆形轨道,它靠置在至少两个隔开的滚筒上,而中央轴的另一端在一安装于固定托架上的轴承内定心,由此使得两个滚筒及轴承的相对高度是这样的,即使中央轴的轴线基本上为水平。
按照另一特别有利的特征,支承法兰设置有至少两个空隔,每个空隔与一支承装置相连并且每个的宽度至少足以允许当安装一马达-心轴组件于所述支承装置上时允许一心轴通过,而圆形支承冠轮包括至少两个在两个所述空隔之间设置在支承法兰上的固定扇形和至少两个分别设置在马达一心轴组件的机架上的可动扇形,而且所述的固定和可动扇形具有相同的曲率半径,以在将马达-心轴组件安装于相应的支承装置上之后构成一连续的圆形支承轨道。
当然,马达-心轴组件的机架必须足够地加强,以维持定子、旋转轴及悬臂心轴,从而构成一刚硬的提供组件的刚度的构架。
最好是,每一旋转轴可设置一短的对中锥台,以使得可快速地装配与拆却心轴并且允许使用各种直径和各种特征的心轴。
此外,马达的转子最好紧装在一插入旋转轴上的套上,该套由肋条与旋转轴相连,以传递马达扭矩。但是,在某些应用中,转子可直接紧装在旋转轴上。
其它有利的特征在从属权利要求中涉及。
通过下面对特定实施例的描述可以更好地理解本发明,这些实施例仅用于示范并且表示在附图中。
图1是按照本发明的卷线机装置在部分移去心轴后的侧视图。
图2是沿图1的II-II方向之剖面的卷线机的后视图。
图3是卷线机的顶视图。
图4是沿图2的IV-IV方向的纵向剖视图。
图5是在部分移去心轴或马达之后的纵向剖视图。
图6是沿图1的箭头VI方向的前视图。
图7、8和9分别表示回转架的轴向视图、顶视图和前视图。
图10是一马达-心轴组件另一实施例的轴向剖视详图。
图11是马达-心轴组件机架的前视图。
图1和2分别表示按照本发明的整个卷线装置的侧视图和后视图,该卷线装置包括绕通常是水平轴线10可转动地安装的一回转架1、并且在所示实施例中带有固定于回转架1上的两个马达-心轴组件2,2’,它们对称地位于旋转轴线10的两侧。
每一马达-心轴组件2,2’包括用于驱动以轴线20,20’为中心的轴5,5’旋转的马达3,3’,其中轴线20,20’平行于回转架的中心轴线10,并且在回转架上悬臂地安装有一心轴,该心轴部分地表示于图1中。
如图7、8和9所示,回转架1构成一机械焊接组件,包括一圆管轴11,在该轴的一端上固定有垂直于轴11的轴线10的一法兰13和两个彼此平行且平行于轴线10的板12,12’,这些板分别沿两条在直径方向上相对形成的线焊接于法兰13和中心轴11上。每一板12,12’构成马达-心轴组件2,2’的支承台,马达-心轴组件2,2’带有在相对侧延伸穿过法兰13的一开口伸出的一心轴21,21’。
在卷绕侧,回转架1经设置于法兰13圆周上的圆形支承轨道14抵靠于两个隔开的绕一固定托架4上的水平轴线可转动地安装的滚筒41,41’上。
在其相对端,由安装于一固定基座43上的轴承42支承中心轴11,其中固定基座43设置于地基上且其轴线设置于相对于滚筒41,41’所需要的位置,从而使得中心轴11的轴线10基本上水平。
沿支承轨道14固定有齿冠44,它与紧连于一个支承滚筒41上的齿轮41’相啮合,并由一次级马达45驱动旋转,由此而控制回转架1绕轴线10的转动,以将心轴21,21’之一转换到卷绕位置。
为了将回转架1保持在其两个角位置之一,在法兰13上安装有两个挡块17,它们径向相对,与一可移动的锁止装置46相配合,其中锁止装置46是由例如安装在固定支承4上的两个铰接的爪46组成并且是由动力缸驱动。
但是,在表示于不同图中的最佳实施例内,法兰13包括焊接于板12,12’上的两个壁13a,13b,它们垂直于轴线10并且形成两个隔开的圆弧段,每一个向内以直线形的凸缘15为界而向外以一圆形凸缘16为界,以在法兰13内提供两个宽的空隔A1,A2。最好是回转架1的每一个锁止挡块18包括两个焊接于角板17上并且相对于轨道14突出的平板。
每弧形段13a,13b由肋加强,并且由四个三角形或梯形角板17来确保组件的刚度,每一角板在板12,12’的两侧与其对齐地延伸并且分别焊接于壁13a,13b上。
因此,管11、两个板12,12’及两个弧形段13a,13b构成一个刚性构架,其是由机械地焊接的钢制成,包括两个矩形剖面的空隔A1,A2,每一空隔是由板12,12’及与之垂直的直线形凸缘15a,15b限定,其内可放置两个马达-心轴组件2,2’。
特别是由图10可看出,每一马达-心轴组件2包括一旋转轴5,其上安装有悬臂的心轴21并且其由位于一盒形刚架6内的马达3驱动旋转,该机架6包括一圆筒形侧壁61,其上固定有马达3的定子31,还包括两个法兰,分别是前法兰62和后法兰63。马达3的转子32固定于旋转轴5上,该轴本身由两个分别安装于位于组件的轴线20中央的圆形开口内的轴承51,52支承,并且该两个轴承分别设置在机架6的两个法兰62,63上。组件构成一非常刚硬的构架,以在操作过程中保持住带有心轴21的轴5,而侧壁61本身是由肋板64加强。
此外,机架6的前法兰62和后法兰63分别设置有位于平行于轴线20的同一平面内的直线形边621、631,其构成机架6的一平面基座,当马达一心轴组件以图4与图5所表示的方式放置于相应的空隔A1、A2内时,平面基座可作用于一个平台12,12’上。
每一马达一马达2,2’的机架6仅仅由四个可快速装卸的螺栓可拆卸地固定于相应的平台12、12’上。
因此,每一马达-心轴组件包括携带有马达3的一机架6,还携带有马达的旋转轴5及两个轴承,并且固定在轴的端部的心轴21可以提供一可互换的卷线组件,其可随意地安装在中央回转架1的任一空隔A1、A2内,它是完全对称的。
在图示的优选实施例中,用于紧固机架6的螺栓7设置在每一支承平台12、12’的四个拐角并垂直延伸以进入设置在机架6的两个法兰62、63的基座上的相应孔71内,其对称地位于通过轴线20的中间平面的每一侧。
如图2所示,单单地在后法兰63上设置一加宽的基座,从而进入在法兰的两端上设置的孔71中的螺栓7伸到外侧以安装紧固螺母72。
相反,示于图11的前法兰62包括两个垂直于下边621的横向边623并且设置有空隔65。
至少在其高度的一部分,例如在空隔65之上,横向边623,623’彼此隔开一略大于两壁段的凸缘15a、15b间距离的距离,并且设置有槽66,它啮合于所述壁段上,以保证机架对中及当将机架6安装于平台12上时与法兰13连接。螺栓7的头部进入空隔65内以紧固螺栓72。
最好是,在与心轴相对的的那侧,在紧固平板12上设置有放置在穿过轴线10的中央平面内的一中央销18并且其与机架6的后法兰63上的一相应孔啮合,以保证将机架对中于平台12的一位置上,在该位置上心轴21的轴线20及旋转轴5的轴线严格地平行于处于马达-心轴组件的工作位置的回转架1的中心轴线10。
此外,在前法兰62的相对于基座621的上侧622呈与两个壁段13a,13b的外凸缘16a、16b半径相同的圆形轮廓,以在将机架6、6’安装到开口A1、A2内后形成一圆形法兰。
因此支承轨道14包括4段,分别为两个固定的段14a,14b和两个可移动的段14c,14’c,每段由一弯曲的扇形轮廓构成并且分别沿两个壁段13a、13b的外侧16a、16b固定,且位于每一马达-心轴组件2,2’的机架6的弯曲边622上。所述的固定与移动段相切地相连,以在将两个马达-心轴组件2,2’的机架6,6’安装与固定到回转架1的平台12,12’上之后形成一连续的圆形轨道14。
而且,齿冠44分成两个固定的扇形44a,44b和两个移动的扇形44,44’c,它们分别沿圆形轨道14的4个相应的段固定,以彼此相互对齐,并形成与小齿轮41’啮合的圆形齿冠44。
应当注意到,机械焊接结构的中央回转架1重量轻且非常简单,在锁止螺栓7后,焊接结构形成与机架6,6’的一紧凑的组件,其中对后者必须加强,以足以形成一足够坚固的构架,以提供组件的刚度。
如上所述,每一马达-心轴组件形成一可互换的模件,其可作为一个块而拆去并且运到车间进行维修。
然而,按照本发明的装置的其它优点,每一马达-心轴组件设置成一种能够容易地拆卸各个零部件的方式,不论是在车间还是直接从卷线机上拆卸,正如图4和图5所示,这些视图是通过一轴向平面表示卷线机组件及分解其某些零部件的纵向剖视图。
在每一心轴21的基部设有一固定板22,该心轴21可以是一种公知的形式,其中固定板22紧靠一对中锥台23,以与旋转轴5的相应的锥形凹口53相啮合,该锥形凹口53具有一扩张的端部以形成一法兰54,心轴的固定板22可以作用于该法兰上,其中整个组件以常规的方法螺纹连接起来。
啮合入锥形凹口53的相应槽内的键26确保使对中锥台23随旋转轴5转动的正确连接。
一般地,在轴5上设有一轴向孔,其内穿入一杆24以控制心轴的运动,心轴由固定于轴5后端的控制机构25致动。
对中锥台23具有相当短的长度之优点,从而轴5的相应的锥形空间53伸过锥台一部分,相应地大致到达前轴承51内侧,以不致于降低携带有马达3的转子32的轴5的中段的刚度。
在图4和5所示的情况中,心轴21是由板22固定在法兰54上,后者锁住前轴承51,并且如果需要的话,可以从后面拆去前轴承。这就是为什么将马达的转子32紧装于一圆筒套33上的原因,其中圆筒套33插入轴5的中段内。在套33上设置有肋条34,以啮合入轴5的相应槽内,从而给马达32与轴5的旋转提供正确的连接。
此外,前轴承51封装于设置在前法兰62中的一开口内,其开口的直径必须稍大于转子32的直径以允许后者通过。
因此,为了维修,可以从前面拆卸携带有转子32的轴组件5、前轴承51及心轴21,其中机架6保持固定于回转架1上,其带有图5所示的定子31。
但是,如下组件2’所示,也可将包括有马达3与轴5的组件留在机架6上,而仅将心轴21’拆去,例如将其更换成另一形式或另一尺寸的心轴。
图4和5所示的卷线机适合于卷绕厚度非常小的产品,例如铁板。
但是,由于采用可互换的模件,这种装置可适合于卷绕较刚硬的产品,例如薄钢板,而不用改变回转架1,其中只需将每一马达-心轴组件调整成能承受卷线机所承受的负荷即可。
特别是,无需过多地减小轴5的中央部分的横截面,即可将转子32直接地紧装于图10所示的轴上。
在这种情况中,必须从前面拆去轴承51并且心轴的固定法兰设置在一独立的环55上,该环55拧旋在轴5的前端。
但是图中所示的本发明的其它特征具有特别的优点。
例如,使用一圆管11来构成回转架1的中央轴可在该圆管内穿过电缆以驱动和控制马达3,3’,也可穿过管道,用于使心轴伸张和收缩控制的液流形成回路及润滑轴承,其也可重新布置在中央轴11的后端并且由一旋转密封垫27而与液压供给装置相连。
而且,马达3的电缆连接到设置于轴11后端的一管线35上,其与液压连接器26对齐。
因此,应当注意到可采用异步马达来驱动心轴。这样确实不需为转子提供输入,而转子如前所述是固定在每一组件的旋转轴上并且与后者一起拆卸。
如果圆筒轴11的内部横截面足够,则可使用后者来对马达强制通风,其中通风空气喷入中心圆筒11并通过设置在圆筒11上的相应开口、固定板12及机架的壁61,以冷却马达,同时经设置在前法兰62与侧壁61的相应端之间的一环形空间而排出,侧壁61是由与肋条64对齐的角板65连接于前法兰上。
但是,按照图中所示的实施例,是由一环形凹口8来确保通风,其中环形凹口8是由壳套81连接于两个马达的外壳上,如图3、4和5所示,而中央圆筒轴11允许电缆通过其中,电缆与管线35和液压管道相连,所述液压管道与回转连接器26相连。
旋转固定的通风凹口8由一圆筒形侧壁82与两个法兰83、84限定,其中每一法兰上设置有一用于穿过轴11的中央开口。
后法兰83连接于壁82上并且连接于一与轴11进行所需紧密接触的一滑动密封垫83’上。
前法兰84固定在轴11上与其一起转动。因此,在其圆周表面上设置一个环形密封垫84’,该垫压在壁82上形成所需的严密度。
凹口8具有到达设置于后法兰83或侧壁82上的开口80的一通风通路。
在前法兰84上,同轴11旋转地设置有两个开口,其径向彼此相对,其上连接两个通向分别固定于中央轴线10每侧的平板12、12’上的两侧凹口86、86’的壳套85、85’,并且每一个上设置有两个通向两空隔A1、A2之基座的分支,其中插入有两个马达-心轴组件的机架6。
在安装前者及通向设置于圆筒壁61内的开口88的过程中,例如在两个肋条64之间,每一分支86设置有一弯曲的排风端87,其上作用有马达-心轴组件的机架6。
每一分支86上设有一弯曲的排气端87,在安装马达-心轴组件的机架6并连通至圆筒壁61上的开口88中的时候,机架6落在排气端87上,例如在两条肋64之间。
因此,输入环形凹口8内的压缩空气排泄到马达的机架6内并且经设置于外壁61与机架6的前法兰62之间的环形空间65流出。
显然,本发明并不局限于作为示例之目的而刚刚描述过的实施例的结构,而是可作各种变化,只要不脱离权利要求书的保护范围即可。
例如,如果采用异步马达来控制电机心轴的旋转可以简化动力供给,也可使用其它类型的马达。此外,也可由液压或气压能来致动这些马达,只要能得到足以进行卷绕操作的能量即可。
另外,使用四个螺栓将每一马达-心轴组件固定在一单个平板上特别有利,但可采用其它形式的减速齿轮组件的支承装置。
而且,如果需要,可以提供一种带有两个以上的马达-心轴组件的卷线机,而回转架可以,例如设置三个隔开120。的平板。
而且,也可为电马达组件构造其它的装置,特别是旋转轴与轴承以及心轴的固定及其控制系统的实施例,其中可以采用任何形式的心轴。
权利要求书中涉及的技术特征后插入的参考标号仅仅用于便于理解权利要求,而无论如何不应该限制其范围。