一种界定了轴线(X)的线圈吐丝机头，包括转子(1)，该转子(1)适合于绕轴线旋转且可旋转地固定至支撑结构(3)，其中转子(1)包括钟形构件(6)，该钟形构件(6)相对于轴线向外扩展，且界定了设置有用于引导金属产品的至少一个螺旋形槽的外表面，其中设置了用于将金属产品供应到至少一个槽的供应装置(5)，其中钟形构件轴线(X)连接并顺次地排布使得设置有螺旋形槽的其外表面共同界定构件(6)的外表面，并且其中每一阶段设置有和相邻阶段的螺旋形槽的数量不同的若干个螺旋形槽，每一阶段的螺旋形槽的数量的组具有最大公约数，该最大公约数和中空插入件(6)的邻近供应装置(5)的第一端部阶段(7)的螺旋形槽(7’)的数量(即第一数量)相等。(6)包括至少三个阶段，该至少三个阶段沿纵向
1.一种线圈吐丝机头，其界定纵向轴线(X)，所述线圈吐丝机头用于形成大体上直线的金属产品的线圈，包括：固定的支撑结构(3)，
转子(1)，其适合于绕所述纵向轴线(X)旋转且可旋转地固定至所述固定的支撑结构(3)，其中所述转子(1)包括钟形构件(6)，所述钟形构件(6)相对于所述纵向轴线(X)向外扩展且具有其设置有用于引导所述金属产品的至少一个螺旋形槽的外表面，其中设置了用于将所述金属产品供应到所述至少一个螺旋形槽的供应装置(5)，其特征在于，所述钟形构件(6)包括至少三个阶段，所述阶段沿所述纵向轴线(X)彼此顺次排布，使得所述阶段的设置有螺旋形槽的外表面共同界定所述钟形构件(6)的外表面，且能够通过围绕所述纵向轴线(X)转动至少一个阶段来布置在至少一个相应的相对角度位置上，以便沿着所述钟形构件(6)的整个外表面界定用于所述金属产品的至少一个连续的螺旋形路径。
2.根据权利要求1所述的线圈吐丝机头，其中每一阶段的所述螺旋形槽的数量的组具有最大公约数。
3.根据权利要求2所述的线圈吐丝机头，其中所述最大公约数等于所述钟形构件(6)的邻近所述供应装置(5)的第一端部阶段(7)的螺旋形槽(7’)的数量，即第一数量。
4.根据权利要求3所述的线圈吐丝机头，其中远离所述供应装置(5)的第二端部阶段(11)在其外表面上设置有第二数量的螺旋形槽(11’)，所述第二数量等于所述第一数量或者是所述第一数量的倍数，且其中布置在所述第一端部阶段和所述第二端部阶段之间的至少一个中间阶段(8、9、
10)在其外表面上设置有为所述第一数量的倍数的相应数量的螺旋形槽(8’、9’、10’)。
5.根据权利要求1所述的线圈吐丝机头，其中设置了用于调整一个阶段相对于下一阶段的角度位置的角度定位装置。
6.根据权利要求5所述的线圈吐丝机头，其中所述角度定位装置是设置在两相邻阶段中的至少一个中的至少一个连接销(20)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的线圈吐丝机头，其中所述钟形构件(6)的所述外表面是大体截头圆锥形。
8.根据权利要求4所述的线圈吐丝机头，其中所述钟形构件(6)的所述第二端部阶段(11)具有大体圆柱状的端部段，在该大体圆柱状的端部段处所述第二数量的螺旋形槽(11’)遵循360°的角度。
9.根据权利要求4所述的线圈吐丝机头，其中三个中间阶段(8、9、10)顺次设置在所述第一端部阶段(7)和所述第二端部阶段(11)之间，有彼此不同但是为所述第一数量的倍数的数量的螺旋形槽。
10.根据权利要求9所述的线圈吐丝机头，其中第一中间阶段(8)具有为所述第一数量的三倍的第三数量的螺旋形槽(8’)，第二中间阶段(9)具有为所述第三数量的二倍的第四数量的螺旋形槽(9’)，并且第三中间阶段(10)具有为所述第三数量的三倍的第五数量的螺旋形槽(10’)。
11.根据权利要求4所述的线圈吐丝机头，其中四个中间阶段被依次设置在所述第一端部阶段(7)和所述第二端部阶段(11)之间，并且其中所述四个中间阶段中的一个和下一中间阶段具有彼此不等或相等但是为所述第一数量的倍数的数量的螺旋形槽。
12.根据权利要求11所述的线圈吐丝机头，其中第一中间阶段和第三中间阶段具有第三数量的螺旋形槽，而第二中间阶段和第四中间阶段具有彼此数量不同且与所述第三数量也不同的数量的螺旋形槽。
13.根据权利要求12所述的线圈吐丝机头，其中所述第二中间阶段具有为所述第三数量的二倍的第四数量的螺旋形槽，且所述第四中间阶段具有为所述第三数量的三倍的第五数量的螺旋形槽。
14.根据权利要求11所述的线圈吐丝机头，其中第二中间阶段和第三中间阶段具有第三数量的螺旋形槽，而第一中间阶段和第四中间阶段具有彼此数量不同且与所述第三数量也不同的数量的螺旋形槽。
15.根据权利要求14所述的线圈吐丝机头，其中所述第四中间阶段具有为所述第一中间阶段的螺旋形槽的数量的三倍的第四数量的螺旋形槽，而所述第三数量的螺旋形槽是所述第一中间阶段的螺旋形槽的数量的二倍。
16.根据权利要求4所述的线圈吐丝机头，其中在所述第一端部阶段(7)和所述第二端部阶段(11)之间设置了具有为所述第一数量的倍数的彼此数量不同的螺旋形槽的两个中间阶段。
17.根据权利要求1所述的线圈吐丝机头，其中所述钟形构件(6)与内部地包含所述供应装置(5)的芯棒(4)同轴配合。
线圈吐丝机头
技术领域
[0001] 本发明涉及一种线圈吐丝机头(coil laying head)，其用于来自轧机或其他类似来源的连续的且大致直线的半成品，如：线材、圆棒或其他。
背景技术
[0002] 从不同直径的金属线得到线圈的通常使用的解决方案是用线圈吐丝机头，其包括转子，线圈形成和叠层输送管安装在该转子中。转子通过两个滚动轴承或支撑件悬臂安装在定子本体上，并且因此可绕其自身的轴线旋转。定子本体进而刚性地约束到基座。转子通常以可超过2000RPM的高的角速度绕其自身的轴线旋转。转子的旋转通过由锥齿轮驱动系统连接的外部电机产生。线圈吐丝机头的类型也是已知的，其中转子内部地包括电机并同轴安装电机定子。
[0003] 在线圈吐丝机头的旋转过程中，叠层(laminate)通过管弯曲，以形成一系列具有预确定直径的线圈，该线圈通过掉落在辊卸料带上而被存放，以被冷却并输送到收集和堆放储器。
[0004] 在金属线通过时，形成线圈的管遭遇强烈的机械应力和热应力、冲击以及切向推力，其决定了管内的特别强烈的磨损状况，这限制了其使用寿命。此外，管承受的磨损在其整个长度上常常是不均匀的，趋向于集中在较大应力的一些区域中，而不是其他区域。当其至少一部分磨损时更换整个管因此意味着尚未磨损的那些部分的非最优使用。
[0005] 此外，这种管的频繁更换引起停机，除导致备用零件和劳动力的高成本外，还导致设备利用率降低、缺乏生产力。
[0006] 此外，线圈吐丝管承受的高离心应力使它变形，改变了其初始几何结构，并且因此机器变得不平衡。这个事实排除了进一步增大线圈吐丝机头旋转速度的可能性，进一步增大线圈吐丝机头旋转速度将被实现过去不可能实现的轧制速度的现代轧机所需要。
[0007] 因此，为了克服这些缺点，提议了通过使用耐磨损和可互换的管状插入件来增加管的持续时间的解决方案以及提供了管本身的消除的解决方案两者。例如，参考后者的情况，文件EP-A-779 115描述了一种线圈吐丝机头，其代替线圈吐丝管使用形成在两个钟形旋转构件之间的螺旋状输送槽，该两个钟形旋转构件一个为内部的并且一个为外部的，彼此为一个整体，并通过法兰固定到芯棒。该头部设置有四个或更多的槽，该四个或更多的槽可选择性地用于在线圈吐丝机头内输送和引导叠层。
[0008] 两个钟形件通常由轻质材料制成，如轻合金或复合材料，其允许获得高的旋转速度。为了延长使用寿命，槽涂有耐磨材料。
[0009] 文件U.S.6098909描述了与上述文件的解决方案相似的解决方案，其中建议，为了修复槽，根据在外部的钟形件的内表面上发生的局部磨损使内部的钟形件相对于外部的钟形件周期性旋转。
[0010] 然而，这些解决方案并不令人满意，这是因为由于叠层高速通过造成的相当大的磨损，因此具有产品在其中流动的槽的钟形构件必须频繁更换。
[0011] 发明概述
[0012] 本发明的目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许减小由于槽的磨损导致的开槽的钟形件中所需要的改变的次数以及减小为了制造该开槽的钟形件造成的材料的浪费，从而降低了物体的使用成本。
[0013] 本发明的一个另外的目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许使用叠层通过的适合于其所承受的磨损等级的槽的每一部分。
[0014] 本发明的另一个目的是提供一种设置有转子的线圈吐丝机头，其允许使用所述开槽的钟形件的整个外表面。
[0015] 本发明的另外的目的是提供一种线圈吐丝机头，其需要易于维修的转子，该转子由相对可控但不是很重的部分组成。
[0016] 因此，本发明旨在通过实施一种线圈吐丝机头来实现上述目的，线圈吐丝机头界定了纵向轴线，该线圈吐丝机头包括：固定的支撑结构；转子，其适合于绕所述纵向轴线旋转，且可旋转地固定至所述支撑结构；其中所述转子包括钟形构件，该钟形构件相对于所述纵向轴线向外扩展且具有设置有用于引导金属产品的至少一个螺旋形槽的其外表面；其中，设置了将金属产品供应至所述至少一个槽的供应装置；其特征在于，所述钟形构件包括至少三个阶段(stage)，所述阶段沿所述纵向轴线彼此顺次排布，使得所述阶段的设置有螺旋形槽的外表面共同界定所述钟形构件的外表面，且可通过围绕所述纵向轴线转动至少一个阶段来布置在至少一个相应的相对角度位置中，以便沿着所述钟形构件的整个外表面界定用于所述金属产品的至少一个连续的螺旋形路径。
[0017] 本发明的线圈吐丝机头的转子有利地包括分阶段制成的大体钟形的构件；实际上，转子由多个阶段或者截头圆锥形零件组成，其顺次地布置，形成允许线圈形成的开槽的钟形件。
[0018] 槽设在转子的钟形构件的每一阶段上。第一阶段在供应金属产品的供应装置的一侧上具有非常小的端部直径，允许实施少量槽。相反，在接着的阶段中，由于钟形构件的截面直径增大，槽的数量可增加。然而，在最后的阶段中，槽或沟道再次是小的数量，优选地等于或二倍于第一阶段的槽的数量。这是因为在所述最后一阶段中，槽的螺距降低，导致槽的轴向拥挤，并且因此使得增加其数量在几何上不可能。这些阶段彼此按相对的角度位置排布，以便为轧制产品创造至少一个连续的并且完整的螺旋形路径。
[0019] 以本发明的解决方案，当使用的槽磨损并且因此有必要改变它时，旋转这些阶段以使轧制金属产品在设置在钟形构件的外表面中的新的槽内运动就足够了。一旦第一阶段上设置的所有的槽均被使用，只需替换转子的该第一部分和具有相同数量的槽的这些阶段，而具有更多数量的槽的阶段可再次旋转以用于将叠层移动到新的槽内。
[0020] 基于阶段的几何形状，设置在每一阶段上的槽的数量是最大化的，以便尽可能多的使用转子的钟形构件的整个表面。
[0021] 有利的是，不同阶段上槽的数量具有和设置在第一阶段上槽的数量相等的最大公约数：这确保了阶段的更换以计算的方式发生并且具有大的数量的槽的阶段在第一阶段改变时被更换。根据每一阶段的位置以及相应关槽承受的应力，在不同阶段上检测到的磨损可能会非常不同；实际上，相对于其他特别地受到应力的阶段的槽，某些阶段的槽可能各自具有双倍的持续时间。
[0022] 磨损的槽通常是可明显识别的，但是为了防止不得不在已经磨损的槽内再次移动产品，钟形构件的阶段的角度位置的管理通过设置有合适的软件的控制装置实施，这也允许使连续的阶段之间需要的相对旋转最小化。
[0023] 两相邻阶段之间的角度位置有利地通过销固定，该销保持钟形构件的两连续阶段之间的相对角度位置，并允许识别待使用的“开放”的沟道和在下一阶段中没有延续的那些“关闭”的沟道。
[0024] 综述，本发明的优点是：
[0025] 转子表面上的可用的所有空间的最优使用；
[0026] 单个阶段的使用寿命的延长；
[0027] 选择性地只替换所有可用的槽已经被磨损的阶段的可能性，节省了成本；
[0028] 系统的生产率和利用系数的提高，降低了备用零部件和劳动力的成本。
[0029] 从属权利要求描述了本发明的优选实施方案。
[0030] 附图的简要说明
[0031] 本发明的另外的特征和优点将从结合附图表格通过非限制的例子示出的线圈吐丝机头的优选但不排它的实施方案的详细描述中更清楚地呈现，其中：
[0032] 图1示出了根据本发明的线圈吐丝机头的横截面示意图；
[0033] 图2示出了图1中的线圈吐丝机头的变型的部件的分解侧视图；
[0034] 图3示出了图2中部件的第一透视图；
[0035] 图4示出了图2中部件的第二透视图。
[0036] 为例便于阅读，图1中可见的轴承由内接于矩形内的X表示。
[0037] 附图中相同的参考标记和字母识别同样的构件或部件。
[0038] 发明优选实施方案的详细描述
[0039] 参考图1，本发明的线圈吐丝机头对象根据沿着纵向轴线X穿过的平面的横截面示意性地示出。
[0040] 线圈吐丝机头包括：
[0041] 固定的支撑结构3；
[0042] 和转子1，其适合于绕所述纵向轴线X旋转，且可旋转地固定至所述支撑结构3。
[0043] 转子1依次包括芯棒4和钟形构件6，钟形构件6具有大体截头圆锥形的形状，其相对于纵向轴线X向外扩展，并与芯棒4轴向配合。钟形构件6在其外表面上设置有多个大体呈螺旋形的槽或沟道，以用于将金属产品引导成线圈构造。
[0044] 具体地，具有空心圆柱状的芯棒4通过根据轴线X机械联接到钟形构件6被稳定地连接。钟形构件6通过初始拉伸配合在芯棒4中，且钟形构件6被插入具有与所述构件6的形状相匹配的形状的壳体2内。在图1的例子中，壳体2具有截头圆锥形的内部形状。壳体2和线圈吐丝机头的基座或框架3是一体的，并且因此被固定，即不旋转。在钟形构件6和壳体2之间留有有限的间隙，例如至少1mm的间隙，该间隙通常足够允许钟形构件6绕轴线X相对旋转，而不会造成干涉或抵靠着壳体2滑动。优选地，这种间隙比叠层的厚度低。
[0045] 根据优选的变型，壳体2可以是可打开的，以允许进入钟形构件6。
[0046] 根据另一变型，壳体2可沿轴线X相对于钟形构件6滑动，以改变壳体2和钟形构件本身之间的间隙。
[0047] 芯棒4在固定到地面的框架3内旋转。芯棒4通过轴承与所述框架3可旋转地关联。框架3可与壳体2完全成整体。
[0048] 芯棒4内部地包含供应装置5，供应装置5用于将金属产品供应到设置在钟形构件6上的槽中的至少一个槽。
[0049] 这种供应装置5例如包括选择管，该选择管与转子同轴布置，且设置有用于将轧制产品引导到钟形构件6上的相应槽的入口的内部管道5’。该内部管道5’具有用以接纳沿轴线X进入该头部的轧制产品的入口延伸部。这种内部管道5’具有从轴线X分岔的出口延伸部，以将轧制产品引导在钟形构件6上的槽中的一个的入口处。
[0050] 例如通过减速齿轮或等同装置与芯棒4连接的主控制部被设置，以用于驱动钟形构件6绕轴线X旋转。在叠层通过期间，选择管总是与钟形构件6和芯棒4同步旋转，以连续不断地保证内部管道5’的出口延伸部和设置在钟形构件6上的槽中的一个对准。选择管可优选地例如通过差分相位系统接收来自同一芯棒4的运动。
[0051] 线圈吐丝机头的另外的部件和细节被省略，因为它们对于描述本发明不是必需的。
[0052] 有利地，钟形构件6以至少三个大体截头圆锥体阶段制成，该至少三个大体截头圆锥体阶段相连接并沿着纵向轴线X顺次布置使得设置有螺旋形槽的其外表面共同界定构件6的外表面。而且有利地，每一阶段的螺旋形槽的数量的组具有等于钟形构件6的接近供应装置5的第一端部阶段7的螺旋形槽7’的数量(即第一数量)的最大公约数。
[0053] 远离所述供应装置5的第二端部阶段11在其外表面上设置有第二数量的螺旋形槽11’，该第二数量的螺旋形槽11’等于所述第一数量的槽7’或为所述第一数量的槽7’的倍数。钟形构件6的第二端部阶段11具有大体呈圆柱状的端部延伸部，其中所述第二数量的螺旋形槽11’遵循近乎360°的角度，并且其中优选的是，槽11’的数量少，例如相等或至多二倍于槽7’的数量，因为所述槽必须优选地具有非常小的间距。
[0054] 还设置了至少一个中间阶段，其布置在所述第一端部阶段7和所述第二端部阶段11之间并且在其外表面上设置有相应数量的螺旋形槽，该相应数量的螺旋形槽有利地是所述第一数量的槽7’的倍数。
[0055] 两相邻阶段的槽的数量可以有利地是不同的，尤其是在两个阶段上制造合适数量的槽是几何学上可能的情况下，或者如果例如两个阶段的槽由于其位置而承受不同的磨损并且因此具有不同的使用寿命，则两相邻阶段的槽的数量可以有利地是相等的。
[0056] 提供了角度定位装置以用于调整一个阶段相对于下一阶段的角度位置。在可能变型中，所述角度定位装置以设置在构成钟形构件6的两相邻阶段中的至少一个中的至少一个连接销20为代表。
[0057] 在本发明的第一优先实施方案中，钟形构件6由五个大体截头圆锥体阶段组成：两个端部阶段7、11和三个中间阶段8、9、10。槽7’的数量(即第一数)和槽11’的数量相等，而中间阶段8、9、10上设置的槽的数量彼此不同，并且也是槽7’的数量的倍数。
[0058] 特别地，沿轴线X顺次地，第一中间阶段8具有为所述第一数量的三倍的第三数量的槽8’，第二中间阶段9具有为所述第三数量的二倍的第四数量的槽9’，并且第三中间阶段10具有为所述第三数量的三倍的第五数量的槽10’。
[0059] 在图2至4显示的变型中，在第一端部阶段7中设置了四个槽7’，在第一中间阶段8中设置了十二个槽8’，在第二中间阶段9中设置了二十四个槽9’，在第三中间阶段10中设置了三十六个槽10’，在第二端部阶段11中设置了4个槽11’。在这种情况下，四是设置在所述五个阶段中的每一个中的槽的数量的最大公约数。
[0060] 其他变型可包括等于三或五的第一数量的槽7’，因此其将是设置在所述五个阶段中的每一个中的槽的数量的最大公约数。
[0061] 在本发明的第二优选实施方案(未示出)中，钟形构件6由六个大体呈截头圆锥形的阶段组成：两个端部阶段和四个中间阶段。
[0062] 在所述第二实施方案的第一变型中，第一端部阶段7的槽7’的数量(即第一数量)和第二端部阶段11的槽11’的数量相等，而一个中间阶段和下一个中间阶段之间槽的数量不同，并且是所述第一数量的槽7’的倍数。有利的变型相继地提供了第一中间阶段和第三中间阶段具有相同数量的槽，而第二中间阶段和第四中间阶段具有彼此数量不同并且也不同于第一中间阶段和第三中间阶段的槽数量的数量的槽。特别地，第二中间阶段可具有二倍于第一中间阶段的槽数量的数量的槽，并且第四中间阶段可具有三倍于所述第一中间阶段的槽数量的数量的槽。
[0063] 在有利的例子中，沿着轴线X顺次地，第一端部阶段中设置有四个槽，第一中间阶段中设置有十二个槽，第二中间阶段中设置有二十四个槽，第三中间阶段中设置有十二个槽，第四中间阶段中设置有三十六个槽，并且第二端部阶段中设置有四个槽。此外在该例子中，四是设置在所述六个阶段中的每一个中的槽的数量的最大公约数。
[0064] 在所述第二实施方案的第二变型中，第一端部阶段7的槽7’的数量(即第一数量)和第二端部阶段11的槽11’的数量相等，而一中间阶段和下一中间阶段之间槽的数量不同或相同，并且是所述第一数量的槽7’的倍数。有利的变形相继地提供了第二中间阶段和第三中间阶段具有相同数量的槽，而第一中间阶段和第四中间阶段具有彼此数量不同并且也不同于第二中间阶段和第三中间阶段的槽数量的数量的槽。特别地，第四中间阶段可具有三倍于第一中间阶段的槽数量的数量的槽，并且第二中间阶段和第三中间阶段可具有二倍于所述第一中间阶段的槽数量的数量的槽。
[0065] 在有利的例子中，沿轴线X顺次地，第一端部阶段中设置有四个槽，第一中间阶段中设置有十二个槽，第二中间阶段和第三中间阶段中设置有二十四个槽，第四中间阶段中设置有三十六个槽，并且第二端部阶段中设置有四个槽。此外在该例子中，四是设置在所述六个阶段中的每一个中的槽的数量的最大公约数。
[0066] 在本发明的第三优选实施方案(未示出)中，钟形构件6由大体呈截头圆锥形的4个阶段组成：两个端部阶段7、11和两个中间阶段。槽7’的数量(即第一数量)和槽11’的数量相等，而设置在两个中间阶段上的槽的数量彼此不同并且是槽7’的数量的倍数。
[0067] 构成钟形构件6的不同阶段中设置的所有的螺旋槽向外开口，并具有根据待被卷绕成线圈的轧制产品的直径的截面尺寸。
[0068] 在不同的优选实施方案中显示的元件和特征可以组合而不脱离本申请的保护范围。
