Патент на изобретение №2169690

(54) КАРУСЕЛЬНОЕ НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к устройствам карусельного типа для намотки изделия в виде ленты или полосы. Устройство содержит станину, смонтированную с возможностью вращения вокруг центральной оси, и, по меньшей мере, два намоточных барабана, каждый из которых установлен консольно в продолжение вала вращения, смонтированного с возможностью вращения в двух подшипниках, размещенных на расстоянии друг от друга в осевом направлении. Каждый намоточный барабан связан с приводным двигателем, содержащим ротор, закрепленный на валу барабана, и статор. В соответствии с изобретением каждый намоточный барабан, его вал вращения вместе с двумя подшипникам и соответствующий приводной двигатель образуют систему мотор – барабан, смонтированную в независимой раме, на которой закреплены статор двигателя и два подшипника для центрирования вала, на котором располагается ротор. Вращающаяся станина снабжена, по меньшей мере, двумя опорными органами, связанными со съемными органами центрирования и крепления рамы системы мотор – барабан в положении, для которого ось намотки, определяемая подшипниками, является параллельной центральной оси. Каждая система мотор – барабан образует взаимозаменяемый модуль, что позволяет упростить установку барабанов и техническое обслуживание системы привода. 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к карусельному намоточному устройству, предназначенному для намотки изделия в виде ленты и используемому, в частности, в установках прокатки и различного типа обработки металлической ленты или полосы.

Обычно установка по производству металлической ленты или полосы содержит различное оборудование, предназначенное, в частности, для прокатки, выравнивания или правки, травления или других видов обработки. На выходе одной части данной технологической установки лента или полоса обычно должна быть смотана в рулон для того, чтобы ее легко можно было транспортировать в направлении другой части этой установки или вообще в другое место для последующего использования.

Для этой цели обычно используют намоточное устройство, содержащее приводимый во вращательное движение вокруг своей продольной оси барабан, на который наматывается лента или полоса для формирования рулона определенной величины. Этот барабан известным образом снабжен обычно убирающимися средствами расширения, позволяющими снимать полученный рулон после намотки с данного барабана, и взаимодействует со вспомогательными устройствами, такими, например, как ременный обматыватель, облегчающий процесс начала наматывания рулона, или средства удаления намотанных рулонов.

В некоторых усовершенствованных установках упомянутого выше типа, в частности в установках, которые работают непрерывно, например в спаренных прокатных станах, необходимо располагать выходным оборудованием, специально приспособленным для больших объемов производства.

В частности, как только один наматываемый рулон достигает требуемых размеров, полоса или лента должна быть отрезана и немедленно заправлена в другое намоточное устройство. В этом случае специальный накопитель ленты позволяет не останавливать прокатку этой ленты в процессе смены намоточного устройства, однако время, отводимое на эту операцию, очевидно, должно быть возможно меньшим.

Таким образом, установка упомянутого выше типа содержит обычно два независимых намоточных устройства, каждое из которых располагает собственным ременным обматывателем и тележкой удаления готового рулона. Переход производимого изделия типа ленты после отрезания с одного намоточного устройства на другое обеспечивается при помощи специальной системы перевода. Такая конструкция установки является весьма громоздкой и дорогостоящей, в частности из-за расходов на инфраструктуру, которой она требует.

Для уменьшения габаритных размеров намоточной установки подобного типа уже было предложено использовать вместо двух независимых намоточных устройств одно устройство, содержащее два барабана намотки, смонтированных на одном вращающемся основании в форме цилиндра, которое может вращаться вокруг некоторой центральной оси, причем каждый из барабанов закреплен консольно на приводном валу, имеющем возможность вращаться на цилиндре вокруг оси, параллельной центральной оси этого цилиндра.

Таким образом, оказывается возможным последовательно устанавливать один или другой барабан в положение намотки ленты путем простого поворота цилиндра вокруг его оси вращения (патенты DE-A-3346219 и JP-A-61-124478).

Такое намоточное устройство, называемое “карусельным”, требует наличия только одного ременного обматывателя и только одной тележки удаления готовых рулонов, что существенно уменьшает расходы на необходимую инфраструктуру данной технологической установки. В то же время, поскольку геометрия заправки ленты для намотки остается неизменной, отпадает необходимость в наличии системы перевода.

Однако для того, чтобы обеспечить возможность соответствующего позиционирования одного или другого барабана и раздельное управление вращением именно того барабана, который в данный момент располагается в положении намотки, существующие на сегодня установки подобного типа имеют достаточно сложную механическую конструкцию, в которой используются многочисленные шестерни, передаточные валы, подшипники, устройства сцепления, кулачковые передачи и т.п.

Для того чтобы упростить механическую конструкцию таких устройств, уже предложено, в частности, в документе JP-A-61- 124478, объединять с каждым из барабанов свой приводной электрический двигатель, содержащий вращающийся ротор, располагающийся внутри статора, закрепленного на цилиндре, причем ротор жестко связан с приводным валом данного барабана при вращении.

Таким образом, каждый приводной электрический двигатель того или другого барабана просто должен быть соединен с источником электрической энергии при помощи цепи питания, которая в предпочтительном варианте осуществления подобного устройства может проходить через центральный вал вращения цилиндра, причем селективное управление вращением одного или другого барабана также может быть реализовано без особенных затруднений.

Таким образом, подобная конструкция намоточного устройства обеспечивает возможность исключения сложных приводных механизмов двух барабанов путем замены этих механизмов на автономные приводные электрические двигатели. Однако данное устройство в целом остается достаточно тяжеловесным и громоздким, а также дает основания опасаться возможного перегрева приводных электрических двигателей, установленных внутри цилиндра.

В основу изобретения положена задача создания новой, простой и облегченной конструкции намоточного устройства, которая позволяет существенно упростить установку барабанов и техническое обслуживание системы привода.

Эта задача решается посредством карусельного намоточного устройства, предназначенного для намотки изделия в виде ленты или полосы на один или на другой из, по меньшей мере, двух намоточных барабанов и содержащего поворотную станину, установленную с возможностью вращения вокруг центральной оси на неподвижном основании, по меньшей мере, два намоточных барабана, каждый из которых установлен консольно на продолжении вала вращения, смонтированного с возможностью вращения в двух пространственно разделенных подшипниках, закрепленных на вращающейся станине, и определяющего собой ось намотки барабана, параллельную центральной оси и смещенную по отношению к ней, по меньшей мере, два электрических двигателя, каждый из которых связан с одним из барабанов и содержит ротор и статор, неподвижно закрепленные по вращательному движению соответственно на валу барабана и на вращающейся станине и центрированные относительно осей намотки этого барабана, средства управления вращением станины вокруг ее оси для выборочной установки одного или другого барабанов в рабочее положение намотки и средства обеспечения питания электрической энергией каждого двигателя, приводящего во вращательное движение соответствующий намоточный барабан.

В соответствии с предлагаемым изобретением каждый двигатель, связанный с тем или иным барабаном, установлен в независимой раме, на которой смонтированы статор данного двигателя и два подшипника центрирования вращающегося вала, несущего ротор этого двигателя и соответствующий барабан, а вращающаяся станина снабжена по меньшей мере двумя опорными органами, каждый из которых предназначен для одной системы мотор-барабан, содержащей собственно намоточный барабан, вал вращения этого барабана и связанный с ним приводной двигатель, причем каждый из этих опорных органов связан со съемными средствами центрирования и крепления рамы одной системы мотор-барабан в определенном положении, для которого ось намотки, определяемая подшипниками вала, является параллельной центральной оси, и каждая система мотор-барабан представляет собой, таким образом, взаимозаменяемый модуль.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения рама каждой системы мотор- барабан содержит по существу плоское основание, которое может быть прижато к соответствующей платформе, выполненной на вращающейся станине и образующей опорный орган для соответствующей системы мотор-барабан, причем основание и платформа снабжены сопрягаемыми органами центрирования и допускающего демонтаж крепления одного элемента на другом. В частности, в предпочтительном варианте осуществления изобретения вращающаяся станина содержит по меньшей мере две платформы крепления, каждая из которых предназначена для одной системы мотор-барабан, причем эти платформы размещены симметрично по одну и по другую стороны от вала, смонтированного с возможностью вращения на неподвижном основании данного намоточного устройства и определяющего центральную ось вращающейся станины.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения центральный вал снабжен на своем конце со стороны, где располагаются намоточные барабаны, поворотным упорным фланцем, на котором выполнена круговая дорожка, опирающаяся на по меньшей мере два отстоящих друг от друга опорных ролика, причем другой конец этого центрального вала центрирован в подшипнике, смонтированном на неподвижном основании намоточного устройства, и относительные уровни расположения двух опорных роликов и подшипника определяются таким образом, чтобы ось центрального вала намоточного устройства располагалась строго горизонтально.

В соответствии с другой, особенно предпочтительной характеристикой предлагаемого изобретения опорный фланец снабжен по меньшей мере двумя вырезами, каждый из которых связан с одним из опорных органов и имеет ширину, по меньшей мере достаточную для прохода намоточного барабана в процессе монтажа системы мотор- барабан на опорный орган. Кроме того, круговое опорное кольцо содержит по меньшей мере два неподвижных сектора, выполненных на опорном фланце между вырезами, и по меньшей мере два подвижных сектора, каждый из которых выполнен на раме системы мотор-барабан, причем подвижные и неподвижные сектора имеют один и тот же радиус кривизны таким образом, чтобы формировать сплошную круговую опорную дорожку после установки систем мотор-барабан на соответствующие опорные органы.

Предпочтительно, чтобы вращающаяся станина содержала две параллельные плиты, закрепленные по одну и по другую стороны от центрального вала, каждая из которых образует опорную платформу крепления рамы той или иной системы мотор-барабан, причем опорный фланец содержит две отстоящих друг от друга части в форме круговых сегментов, каждый из которых имеет внешнюю круговую кромку, и которые содержат неподвижный сектор опорной дорожки, и внутреннюю кромку, перпендикулярную двум параллельным опорным платформам, рама каждой системы мотор-барабан содержит со стороны расположения намоточного барабана фланец, ограниченный двумя параллельными кромками, перпендикулярными основанию фланца и располагающимися друг от друга на расстоянии, которое, по существу, соответствует ширине выреза между двумя параллельными кромками двух опорных сегментов фланца, параллельные кромки фланца каждой моторной рамы снабжены канавками, размещенными с возможностью взаимодействия путем скольжения с соответствующими внутренними кромками двух сегментов при установке соответствующей системы мотор-барабан на соответствующую опорную платформу вращающейся станины.

Желательно, чтобы каждая опорная платформа была снабжена органом центрирования, взаимодействующим с сопряженным органом, выполненным на заднем фланце каждой моторной рамы, для центрирования системы мотор-барабан относительно опорной платформы в положении, при котором ось вала вращения по существу параллельна центральной оси станины.

Полезно, чтобы каждый намоточный барабан был снабжен пластиной крепления, выполненной с возможностью ее прижатия к фланцу, выполненному на переднем конце вала вращения намоточного барабана.

Возможно, чтобы фланец был образован расширяющейся частью, сформированной на соответствующем конце вала вращения.

Целесообразно, чтобы фланец был образован кольцевой деталью, съемно закрепленной на соответствующем конце вала вращения.

Предпочтительно, чтобы каждый намоточный барабан был снабжен на своем конце, предназначенном для крепления к приводному валу, конической центрирующей частью, выполненной с возможностью вхождения в соответствующее коническое отверстие вала вращения, проходящее в этом валу на глубину, по существу соответствующую продольной протяженности соответствующего подшипника вала, причем соответствующие сопряженные органы соединения при вращении вставлены между частью центрирования и коническим отверстием.

Желательно, чтобы ротор электрического двигателя был напрессован на трубчатую втулку, выполненную с возможностью ее надевания на вал вращения и снабженную шлицами или канавками, взаимодействующими с соответствующими канавками или шлицами вала для соединения этого вала с втулкой и, соответственно, с ротором при вращении.

Возможно, чтобы ротор приводного электрического двигателя был напрессован непосредственно на вал вращения.

Полезно, чтобы центральный вал вращающейся станины был образован трубой, в которой расположены цепи питания энергией приводных двигателей и каналы управления функционированием намоточных барабанов.

Предпочтительно, чтобы рама приводного двигателя образовывала жесткий каркас, содержащий передний фланец и задний фланец, на которых закреплены соответственно два подшипника вала вращения, и которые соединены друг с другом при помощи трубчатой стенки, причем каркас снабжен ребрами жесткости, и на нем закреплен статор двигателя.

Целесообразно, чтобы передний подшипник приводного вала, располагающийся со стороны размещения намоточного барабана, был установлен в отверстии, выполненном в переднем фланце рамы и имеющем диаметр, немного превышающий наружный диаметр ротора для обеспечения демонтажа в целом вала совместно с ротором, который выполнен с возможностью прохождения через это отверстие.

Желательно, чтобы имелось свободное пространство, располагающееся между одним из фланцев моторной рамы и соответствующим концом трубчатой стенки, по меньшей мере, на части периферийной зоны этой моторной рамы для обеспечения возможности удаления охлаждающего воздуха, подаваемого во внутреннюю полость рамы при помощи, по меньшей мере, одного входного отверстия, выполненного в трубчатой стенке с возможностью присоединения в соответствующем положении рамы к контуру, располагающемуся на вращающейся станине, выполненной с возможностью подачи в нее под давлением потока охлаждающего воздуха.

Возможно, чтобы при монтаже рамы на вращающейся станине входное отверстие было размещено с возможностью прижима к соответствующему отверстию, выполненному на центральном трубчатом валу вращающейся станины, внутри которого обеспечено нагнетание охлаждающего воздуха.

Полезно, чтобы вращающаяся станина была связана с кольцевой камерой, охватывающей один конец центрального вала, противоположный опорному фланцу, и содержащей неподвижную часть, снабженную входным отверстием для воздуха под давлением, и подвижную часть, закрепленную на центральном валу, с вставлением скользящей уплотнительной прокладки между подвижными и неподвижными частями данного устройства, причем подвижная часть снабжена по меньшей мере одним выходным отверстием, к которому присоединен по меньшей мере один воздушный канал, закрепленный на вращающейся станине и имеющий выходной конец, к которому прижато входное воздушное отверстие моторной рамы при ее установке на станине.

Предлагаемое изобретение будет лучше понято из приведенного ниже описания некоторых конкретных вариантов его осуществления, не являющихся ограничительными, где даются ссылки на приведенные в приложении чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлен схематический вид сбоку намоточного устройства согласно изобретению с лишь частично показанными намоточными барабанами;
на фиг. 2 – схематический вид сзади намоточного устройства согласно изобретению в разрезе по линии II- II на фиг. 1;
на фиг. 3 – схематический вид сверху намоточного устройства согласно изобретению;
на фиг. 4 – схематический вид намоточного устройства согласно изобретению в продольном разрезе по линии IV-IV на фиг. 2;
на фиг. 5 – схематический вид намоточного устройства согласно изобретению в продольном разрезе с частичным демонтажем намоточных барабанов или приводных электрических двигателей;
на фиг. 6 – схематический вид спереди по стрелке VI на фиг. 1;
на фиг. 7, 8 и 9 – схематические виды вращающейся станины соответственно в осевом разрезе, на виде сверху и на виде спереди;
на фиг. 10 – подробный схематический вид в осевом разрезе другого варианта осуществления системы мотор-барабан намоточного устройства согласно изобретению;
на фиг. 11 – схематический вид спереди опорной рамы системы мотор-барабан.

На фиг. 1 и 2 представлено схематически, соответственно при виде сбоку и сзади, намоточное устройство согласно изобретению, содержащее вращающуюся станину 1, смонтированную с возможностью вращения относительно горизонтальной оси 10 и несущую на себе в представленном здесь примере две системы мотор-барабан 2 и 2 ‘, которые закреплены на этой вращающейся станине 1 симметрично по обе стороны от оси ее вращения 10.

Каждая система мотор-барабан 2, 2′ содержит электрический двигатель 3, 3′ приведения во вращательное движение вала 5, 5′, центрированного на оси 20, 20′, параллельной центральной оси 10 вращающейся станины и представляющей собой ось, на которой консольно смонтирован намоточный барабан, показанный на фиг. 1 лишь частично.

Как можно видеть на фиг. 7, 8 и 9, вращающаяся станина 1 представляет собой механическую сварную конструкцию, содержащую трубчатый вал 11, закрепленный одним из своих концов на фланце 13, перпендикулярном к продольной оси 10 вала 11, и две плиты 12 и 12′, параллельные между собой и параллельные оси 10, приваренные к фланцу 13 и к центральному валу 11 соответственно вдоль двух его диаметрально противоположных образующих. Каждая из плит 12 и 12′ образует опорную платформу для системы мотор-барабан 2 или 2′, содержащей намоточный барабан 21 или 21′, который располагается консольно с противоположной стороны, проходя через специальное отверстие во фланце 13.

Со стороны намотки вращающаяся станина 1 опирается на два отстоящих друг от друга ролика 41 и 41′, установленных с возможностью вращения вокруг горизонтальных осей на неподвижном основании 4, при помощи круговой опорной дорожки 14, выполненной на периферийной части фланца 13.

На своем противоположном конце центральный вал 11 опирается на подшипник 42, установленный на неподвижном фундаменте 43, и ось которого располагается на уровне, необходимом для того, чтобы по отношению к роликам 41 и 41′ ось 10 центрального вала 11 занимала строго горизонтальное положение.

Вдоль опорной дорожки 14 закреплен зубчатый венец 44, в зацеплении с которым находится шестерня 41′, располагающаяся рядом с одним из опорных роликов 41 и приводимая во вращательное движение при помощи вспомогательного электрического двигателя 45, который, таким образом, обеспечивает поворот станины 1 вокруг оси 10 для того, чтобы установить один из барабанов 21, 21′ в рабочее положение, соответствующее намотке данного изделия.

Для того чтобы зафиксировать вращающуюся станину 1 в каждом из двух этих угловых положений, фланец 13 снабжен двумя диаметрально противоположными упорами 18, взаимодействующими со съемным органом блокировки 46, образованным, например, двумя губками 46, шарнирно установленными на неподвижном основании 4 и приводимыми в действие специальными подъемниками.

Однако в предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения, схематически представленном на чертежах, фланец 13 содержит две стенки 13а и 13б, приваренные к плитам 12 и 12′ перпендикулярно к оси 10 и образующие два круговых сегмента, отделенных друг от друга, каждый из которых ограничен изнутри прямолинейным краем 15, а снаружи ограничен круговым краем 16, таким образом, чтобы сформировать два широких выреза A1 и A2 в этом фланце 13.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения блокирующие упоры 18 вращающейся станины 1 образованы, каждый, двумя пластинами, приваренными к кронштейнам 17 и выступающими по отношению к опорной дорожке 14.

Каждая стенка в форме сегмента 13а и 136 усилена элементами жесткости, и необходимая прочность данной системы обеспечивается четырьмя треугольными или трапециевидными кронштейнами 17, каждый из которых проходит в направлении продолжения соответствующей плиты 12, 12′ по одну и по другую сторону от нее и приварен соответственно к стенкам 13а или 13б.

Трубчатый вал 11, две плиты 12 и 12′ и два сегмента 13а и 13б формируют, таким образом, жесткий стальной сварной каркас, содержащий два отсека A1 и A2 прямоугольного сечения, каждый из которых ограничен одной из плит 12 или 12′ и прямолинейными краями 15а и 15б, перпендикулярными к соответствующей плите. В каждый из отсеков может быть введена система мотор-барабан 2 или 2′.

Как можно видеть, в частности, на фиг. 10, каждая система мотор-барабан содержит вал вращения 5, на котором консольно закреплен барабан намотки 21 и который приводится во вращательное движение при помощи электрического двигателя 3, установленного в жесткой раме 6 в форме клетки, содержащей цилиндрическую боковую стенку 61, на которой закреплен статор 31 электрического двигателя 3 и два фланца, соответственно, передний 62 и задний 63. Ротор 32 двигателя 3 закреплен на валу вращения 5, который опирается на два подшипника 51 и 52, смонтированных, соответственно, в круглых отверстиях, центрированных на оси 20 данной системы и выполненных в раме 6. Данная система образует достаточно прочный каркас, позволяющий обеспечить удержание в эксплуатации вала 5 с установленным на нем барабаном 21, причем боковая стенка 61 подкреплена специальными элементами жесткости 64.

С другой стороны, оба фланца, передний 62 и задний 63, рамы 6 снабжены, соответственно, прямолинейными сторонами 621 и 631, размещенными в одной и той же плоскости, параллельной оси 20, и определяющими плоское основание рамы 6, которое может быть прижато к поверхности одной из платформ 12 и 12′ в том случае, когда данная система мотор-барабан устанавливается в соответствующий отсек A1 или A2 так, как это схематически показано на фиг. 4 и 5.

Рама 6 каждой системы мотор-барабан 2, 2′ может быть закреплена демонтируемым образом на соответствующей платформе 12, 12′ просто при помощи четырех болтов, обеспечивающих простой и быстрый монтаж и демонтаж.

Таким образом, каждая система мотор- барабан, содержащая раму 6, на которой установлен двигатель 3, его вал вращения 5 с двумя своими подшипниками и барабан 21, закрепленный на конце вала, образует взаимозаменяемый намоточный модуль, который может быть установлен в любой из отсеков A1 или A2 вращающейся станины 1, которая является совершенно симметричной.

В примере осуществления предлагаемого изобретения, схематически представленном на чертежах, болты 7 крепления рамы 6 установлены в четырех углах каждой опорной платформы 12, 12′ и проходят вертикально таким образом, чтобы войти в соответствующие отверстия 71, выполненные на основании двух фланцев 62, 63 рамы 6 симметрично по обе стороны от средней плоскости, проходящей через ось 20.

Как видно на фиг. 2, задний фланец 63 снабжен просто расширенным основанием так, что болты 7, проходящие через отверстия 71, выполненные на двух его концах, выходят наружу для обеспечения возможности установки стяжных гаек 72.

В отличие от упомянутого выше заднего передний фланец 62, схематически представленный на фиг. 11, содержит две боковые стороны 623, перпендикулярные нижней стороне 621 и имеющие некоторые вырезы 65.

По меньшей мере, на некоторой части своей высоты, например, выше упомянутых вырезов 65, боковые стороны 623, 623′ отстоят друг от друга на расстояние, немного превышающее расстояние между краями 15а, 15б двух сегментов, и снабжены канавками 66, в которые входят сегменты для обеспечения центрирования рамы и ее соединения с фланцем 13 в процессе установки рамы 6 на опорную платформу 12. Головки болтов 7 выходят в вырезы 65 для обеспечения возможности затяжки данного резьбового соединения.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения опорная платформа снабжена со стороны, противоположной намоточным барабанам, центральным выступом 18, размещенным в средней плоскости, проходящей через ось 10. Этот выступ входит в соответствующее отверстие заднего фланца 63 рамы 6 для того, чтобы обеспечить центрирование этого фланца на плите 12 в некотором положении, для которого ось 20 барабана 21 и вал вращения 5 строго параллельны центральной оси 10 вращающейся станины 1 в рабочем положении данной системы мотор-барабан.

В то же время, верхняя сторона 622 переднего фланца 62, противоположная основанию 621, имеет круглый профиль того же радиуса, что и внешние края 16а и 16б двух сегментов 13а и 13б, таким образом, чтобы сформировать сплошной круглый фланец после установки рам 6 и 6′ в вырезы A1 и A2.

Таким образом, опорная дорожка 14 формируется из четырех частей, соответственно двух неподвижных частей 14а и 14б и двух подвижных частей 14с и 14с’, каждая из которых имеет искривленный профиль в виде кругового сектора и сформирована, соответственно, вдоль внешних сторон 16а, 16б двух сегментов 13а, 13б и на искривленной стороне 622 рамы 6 каждой системы мотор-барабан 2, 2′. Подвижные и неподвижные части стыкуются тангенциально друг к другу с тем, чтобы образовать сплошную круговую опорную дорожку 14 после установки и закрепления на соответствующих местах рам 6 и 6′ двух систем мотор-барабан 2 и 2′.

Кроме того, зубчатый венец 44 разделен на два неподвижных сектора 44а, 44б и два подвижных сектора 44с, 44с’, сформированных, соответственно, вдоль четырех соответствующих частей круговой опорной дорожки 14 таким образом, чтобы расположиться в продолжении друг относительно друга для формирования кругового сплошного зубчатого венца 44, находящегося в зацеплении с шестерней 41′.

Здесь следует отметить относительную легкость и простоту сварной металлической конструкции центральной вращающейся станины 1, которая после затяжки болтов 7 образует вместе с рамами 6 и 6′ достаточно компактную систему, причем рамы просто должны быть усилены соответствующим образом для того, чтобы образовать достаточно прочный каркас, обеспечивающий жесткость всей системы.

Как уже было сказано выше, каждая система мотор-барабан образует некоторый взаимозаменяемый модуль, который может быть целиком демонтирован и отправлен в специальный пункт для проведения технического обслуживания.

Однако, в соответствии с другими вариантами осуществления предлагаемого изобретения, каждая система мотор-барабан выполняется таким образом, чтобы имелась возможность легко демонтировать различные детали данной системы либо в специальной мастерской, либо непосредственно на месте установки данного намоточного устройства, так, как это схематически показано на фиг. 4 и 5, которые представляют собой вид предлагаемого устройства в продольном разрезе, показывающий возможности демонтажа некоторых деталей этого устройства.

Каждый барабан 21, который может иметь известную конструкцию, снабжен в своем основании пластиной крепления 22, продолжающейся конусом центрирования 23, который может входить в соответствующее коническое отверстие 53 вала 5. Этот вал вращения 5 имеет конец, расширяющийся таким образом, чтобы сформировать фланец 54, к которому прижимается пластина крепления 22 барабана, причем система соединяется обычным образом при помощи винтов.

Шпонки 26, которые входят в соответствующие канавки конического отверстия 53, обеспечивают соединение центрирующего конуса 23 барабана 21 с валом вращения 5 при вращательном движении.

Как это обычно делается, вал 5 имеет осевое отверстие, в котором проходит шток управления маневрами барабана 24, приводимый в действие специальным механизмом управления 25, закрепленным на заднем конце этого вала 5.

Конус центрирования 23 в предпочтительном варианте осуществления изобретения имеет сравнительно небольшую длину для того, чтобы соответствующее коническое пространство 53, выполненное внутри вала 5, проходило только на той его части, которая соответствует осевой протяженности переднего подшипника 51, с тем, чтобы не снижать прочность центральной части вала 5, на котором располагается ротор 32 электрического двигателя 3.

В случае, схематически представленном на фиг. 4 и 5, где барабан 21 прикреплен при помощи пластины 22 к фланцу 54, он блокирует передний подшипник 51, который, в случае необходимости, должен быть демонтирован в направлении назад. Именно поэтому ротор 32 электрического двигателя напрессован на трубчатую втулку 33, которая надевается на центральную часть вала 5. На этой втулке 33 выполнены специальные шлицы 34, которые входят в соответствующие канавки вала 5 с тем, чтобы обеспечить соединение ротора 32 с валом 5 при вращении.

В то же время, передний подшипник 51 установлен в специальном отверстии, выполненном в переднем фланце 62, диаметр которого должен быть немного больше наружного диаметра ротора 32 для того, чтобы обеспечить возможность прохождения этого ротора через это отверстие.

Таким образом, для проведения технического обслуживания можно демонтировать в направлении вперед узел, содержащий вал 5 с закрепленным на нем ротором 32, передний подшипник 51 и барабан 21, причем в этом случае рама 6 остается закрепленной на станине 1 вместе со статором двигателя 31, как это схематически показано на фиг. 5.

Однако, как это схематически показано для нижней системы мотор-барабан 2′ на фиг. 5, можно также оставить в раме 6 вал 5 и двигатель 3, просто вытягивая барабан 21 в направлении вперед, например, для его замены на барабан другого типа или другого размера в случае изменения характеристик и параметров обрабатываемого изделия.

Намоточное устройство согласно изобретению, которое было представлено на фиг. 4 и 5, специально адаптировано для намотки изделия весьма небольшой толщины, например, белой жести.

Однако, благодаря использованию в конструкции данного устройства взаимозаменяемых модулей, это устройство может быть адаптировано для намотки более прочных изделий, например, тонких стальных лент, без модификации несущей станины 1, причем монтаж каждой системы мотор-барабан просто адаптируется к соответствующим данному случаю усилиям, возникающим в процессе намотки данного изделия.

В частности, для того, чтобы не уменьшать слишком сильно поперечное сечение центральной части вала 5, ротор 32 приводного электрического двигателя может быть напрессован непосредственно на вращающийся вал 5 так, как это схематически представлено на фиг. 10.

В этом случае передний подшипник 51 должен быть демонтирован в направлении вперед и фланец крепления барабана к приводному валу выполняется в виде отдельного кольца 55, закрепленного винтами на переднем конце вала 5.

Однако другие характеристики предлагаемого изобретения, схематически представленные на приведенных в приложении фигурах, имеют особые преимущества.

Так, например, использование трубы 11 в качестве центрального вала вращающейся станины 1 позволяет пропустить внутри этой трубы электрические провода питания и управления электрических двигателей 3 и 3′, а также трубопроводы гидравлической системы, предназначенной для расширения и сужения барабанов, а также для смазки подшипников, которые могут быть выведены на заднем конце центрального вала 11 и присоединены к соответствующим средствам питания жидкостями при помощи специального вращающегося стыка 27.

Кроме того, электрические провода питания двигателей 3 соединены с коллектором 35, располагающимся на заднем конце вала 11 по оси гидравлического соединителя 26.

Здесь следует отметить, что в предпочтительном варианте осуществления изобретения можно использовать асинхронные электрические двигатели для приведения барабанов во вращательное движение. Таким образом, можно исключить необходимость какого бы то ни было электрического питания роторов, которые закреплены на валу вращения каждой системы мотор-барабан и демонтируются вместе с этим валом.

В том случае, когда внутреннее сечение трубчатого вала 11 имеет достаточно большие размеры, его можно использовать для принудительной вентиляции двигателей, причем в этом случае воздух нагнетается внутрь центрального трубчатого вала 11 и проходит через специальные отверстия, выполненные в этом трубчатом валу в соответствующих местах, в пластине крепления 12 и в стенке 61 рамы для охлаждения двигателя, после чего удаляется через кольцевое пространство, выполненное между передним фланцем 62 и соответствующим концом боковой стенки 61, который связан с передним фланцем при помощи кронштейнов 65, установленных в продолжение элементов жесткости 64.

Однако в том варианте осуществления изобретения, который схематически представлен на чертежах, вентиляция электрических приводных двигателей обеспечивается при помощи кольцевой камеры 8, соединенной при помощи каналов 81 с кожухами обоих приводных электрических двигателей, как это схематически показано на фиг. 3, 4 и 5, причем в этом случае центральный трубчатый вал 11 служит только для прохода проводов электрического питания двигателей, соединенных с коллектором 35, и гидравлических трубопроводов, соединенных с вращающимся разъемом 26.

Вентиляционная камера 8, которая является неподвижной при вращении устройства, ограничена боковой трубчатой стенкой 82 и двумя фланцами 83 и 84, каждый из которых снабжен центральным отверстием для прохода центрального трубчатого вала 11.

Задний фланец 83 вентиляционной камеры жестко связан со стенкой 82 и снабжен скользящей уплотнительной прокладкой 83′, обеспечивающей герметичный контакт с вращающимся центральным трубчатым валом 11.

Передний фланец 84 этой вентиляционной камеры закреплен на трубчатом валу 11 и, соответственно, вращается вместе с ним. Именно поэтому данный фланец снабжен в своей периферийной части кольцевым уплотнением, прижатым к стенке 82 для обеспечения герметичности.

Камера 8 имеет контур вентиляции, открывающийся через отверстие 80, выполненное на заднем фланце 83 или на боковой стенке 82.

На переднем фланце 84, который вращается вместе с центральным трубчатым валом 11, выполнены два диаметрально противоположных отверстия, к которым присоединены два канала 85, 85′, открывающиеся в две боковые камеры 86, 86′, закрепленные соответственно на платформах 12 и 12′ по одну и по другую стороны от центральной оси 10. Каждая из этих боковых камер снабжена двумя ветвями, которые открываются в основании двух отсеков A1 и A2, в которые вставляются рамы 6 двух систем мотор-барабан данного намоточного устройства.

Каждая ветвь 86 снабжена искривленным выходным концом 87, к которому прижимается рама 6 системы мотор- барабан в момент установки этой системы на вращающуюся станину и который открывается в отверстие 88, выполненное в трубчатой стенке 61, например, между двумя элементами жесткости 64.

Воздух под давлением подается в кольцевую камеру 8 и нагнетается таким образом во внутреннюю полость рамы 6 приводного электрического двигателя, после чего выходит наружу через кольцевое пространство 65, выполненное между наружной стенкой 61 и передним фланцем 62 рамы 6.

Разумеется, настоящее изобретение не ограничивается теми деталями вариантов его осуществления, которые были описаны выше лишь в качестве иллюстративного примера и которые могут иметь различные варианты выполнения без выхода за рамки концепции и объема патентных притязаний данного изобретения.

Так, например, если использование асинхронных электрических двигателей для приведения во вращательное движение позволяет упростить систему их питания, то в соответствии с настоящим изобретением для привода барабанов во вращение могут также быть использованы и другие типы двигателей. Между прочим, эти двигатели могут приводиться в действие не только электрической энергией, но могут быть также гидравлическими или пневматическими в том случае, когда необходимо обеспечить требуемую мощность или производительность намотки.

Кроме того, особенно выгодным и предпочтительным является закрепление каждой системы мотор-барабан на относительно простой платформе посредством четырех болтов, однако в случае необходимости опорные органы для размещения систем мотор-барабан могут иметь какую-либо другую конструкцию.

В случае необходимости и не выходя за рамки объема патентных притязаний настоящего изобретения, можно реализовать намоточное устройство, содержащее больше двух систем мотор-барабан. В этом случае вращающаяся станина может быть снабжена, например, тремя опорными платформами, смещенными друг относительно друга по окружности на угол 120^o.

Вполне возможно использование других конструктивных решений для монтажа приводного двигателя, в частности для реализации вращающегося вала и поддерживающих его подшипников, для крепления к этому валу намоточного барабана, а также для реализации его системы управления при использовании любых возможных конструкций барабанов.

Обозначения позиций на приведенных в приложении фигурах, использованные после упоминания соответствующих технических характеристик данного устройства в формуле изобретения, имеют целью облегчение понимания этих характеристик и ни в коей мере не ограничивают объем патентных притязаний настоящего изобретения.

Формула изобретения

1. Намоточное устройство карусельного типа для намотки изделия в виде ленты или полосы на один или другой из, по меньшей мере, двух намоточных барабанов, содержащее вращающуюся станину (1), установленную на неподвижном основании (4) с возможностью вращения относительно центральной оси (10), по меньшей мере, два намоточных барабана (21), каждый из которых консольно закреплен в виде продолжения вала вращения (5), установленного в двух отстоящих друг от друга подшипниках (51, 52), смонтированных на вращающейся станине (1), с возможностью вращения и определяющего ось намотки (20) барабана, параллельную центральной оси (10) станины (1) и смещенную по отношению к этой центральной оси, и, по меньшей мере, два приводных двигателя (3), каждый из которых связан с одним из намоточных барабанов (21) и содержит ротор (32) и статор (33), центрированные относительно оси намотки (20), а также средства управления (44) вращением станины (1) вокруг своей оси (10) для выборочной установки одного или другого из намоточных барабанов в рабочее положение намотки и средства питания энергией (35) каждого двигателя (3) для приведения во вращательное движение соответствующего намоточного барабана (21), отличающееся тем, что каждый двигатель (3), связанный с намоточным барабаном (21), установлен в индивидуальной раме (6), на которой смонтирован статор (31) двигателя (3) и два опорных подшипника центрирования вала вращения (5), для образования каждым барабаном (21), его валом вращения (5) и связанным с ним приводным двигателем (3) единой и независимой системы мотор – барабан (2), причем вращающаяся станина снабжена, по меньшей мере, двумя опорными органами, каждый из которых предназначен для одной системы мотор – барабан (2, 2′) и связан со съемными средствами центрирования и крепления рамы (6) в положении, при котором ось намотки (20), определяемая подшипниками (51, 52), является параллельной центральной оси (10), при этом каждая система мотор – барабан представляет собой взаимозаменяемый модуль.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рама (6) каждой системы мотор – барабан (2) содержит, по существу, плоское основание (62), выполненное с возможностью его прижатия к соответствующей опорной платформе (12), выполненной на вращающейся станине (1) и образующей опорный орган для соответствующей системы мотор – барабан, причем основание (621, 631) и опорная платформа (12) снабжены сопрягающимися органами центрирования и съемного крепления одного элемента к другому.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что вращающаяся станина (1) содержит центральный вал (11), смонтированный с возможностью вращения на неподвижном основании (4), и на станине жестко закреплены, по меньшей мере, две опорные платформы (12, 12′), располагающиеся симметрично по одну и по другую стороны от центрального вала (11), причем каждая из платформ образует опорный орган для той или иной системы мотор – барабан (2, 2′).

4. Устройство по любому из пп.1 – 3, отличающееся тем, что вращающаяся станина (1) содержит, по меньшей мере, один фланец, закрепленный на одном из концов центрального вала (11) перпендикулярно к оси этого вала и на котором выполнена круговая опорная дорожка (14), центрированная по отношению к оси (10) этого вала (11) и выполненная с возможностью качения на, по меньшей мере, двух отстоящих друг от друга роликах (41), смонтированных с возможностью вращения каждого из роликов вокруг оси, параллельной центральной оси (10) вращающейся станины (1), на неподвижном основании (4).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что центральный вал (11) связан с одним вращающимся опорным фланцем (13), закрепленным на одном из концов этого вала со стороны намоточных барабанов, причем другой конец этого вала опирается на подшипник (42), смонтированный на неподвижном основании (43), располагающемся по высоте на уровне, позволяющем сохранять горизонтальность оси (10) вала (11).

6. Устройство по любому из пп.4 и 5, отличающееся тем, что опорный фланец (13) снабжен, по меньшей мере, двумя вырезами (А1, А2), каждый из которых связан с опорным органом (12) и каждый из которых имеет ширину, достаточную для прохождения намоточного барабана (21) при установке системы мотор – барабан (2) на опорный орган (12), причем круговая опорная дорожка (14) содержит, по меньшей мере, два неподвижных сектора (14а, 14б), выполненных на двух частях (13а, 13б) опорного фланца и проходящих между вырезами (А1, А2), и, по меньшей мере, два подвижных сектора (14с, 14с’), каждый из которых выполнен на раме (6) соответствующей системы мотор – барабан (2), причем подвижные и неподвижные сектора имеют один и тот же радиус кривизны для формирования единой и сплошной круговой опорной дорожки после установки соответствующих систем мотор – барабан (2, 2′) на соответствующие опорные органы (12, 12′).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что вращающаяся станина (1) содержит две параллельных плиты (12, 12′), закрепленные по одну и по другую стороны от центрального вала (11), каждая из которых образует опорную платформу крепления рамы (6) той или иной системы мотор – барабан (2, 2′), причем опорный фланец (13) содержит две отстоящих друг от друга части (13а, 13б) в форме круговых сегментов, каждый из которых имеет внешнюю круговую кромку (16а, 16б) и которые содержат неподвижный сектор (14а, 14б) опорной дорожки (14), и внутреннюю кромку (15а, 15б), перпендикулярную двум параллельным опорным платформам (12, 12′), рама (6) каждой системы мотор – барабан (2, 2′) содержит со стороны расположения намоточного барабана (21) фланец (62), ограниченный двумя параллельными кромками (623, 623′), перпендикулярными основанию (621) фланца (62) и располагающимися друг от друга на расстоянии, которое, по существу, соответствует ширине выреза (А1, А2) между двумя параллельными кромками двух опорных сегментов фланца (13), параллельные кромки (623, 623′) фланца (62) каждой моторной рамы (6) снабжены канавками (66), размещенными с возможностью взаимодействия путем скольжения с соответствующими внутренними кромками (15а, 15б) двух сегментов (13а, 13б) при установке соответствующей системы мотор – барабан (2) на соответствующую опорную платформу (12) вращающейся станины (1).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что каждая опорная платформа (12, 12′) снабжена органом центрирования (73), взаимодействующим с сопряженным органом, выполненным на заднем фланце (63) каждой моторной рамы (6), для центрирования системы мотор – барабан (2) относительно опорной платформы (12) в положении, при котором ось (20) вала вращения (5) по существу параллельна центральной оси (10) станины (1).

9. Устройство по любому из пп.1 – 8, отличающееся тем, что каждый намоточный барабан (21) снабжен пластиной крепления (22), выполненной с возможностью ее прижатия к фланцу (54, 55) выполненному на переднем конце вала вращения намоточного барабана (5).

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что фланец (54) образован расширяющейся частью, сформированной на соответствующем конце вала вращения (5).

11. Устройство по п.9, отличающееся тем, что фланец (54) образован кольцевой деталью, съемно закрепленной на соответствующем конце вала вращения (5).

12. Устройство по любому из пп.1 – 11, отличающееся тем, что каждый намоточный барабан (21) снабжен на своем конце, предназначенном для крепления к приводному валу (5), конической центрирующей частью (23), выполненной с возможностью вхождения в соответствующее коническое отверстие (53) вала вращения (5), проходящее в этом валу на глубину, по существу соответствующую продольной протяженности соответствующего подшипника (51) вала (5), причем соответствующие сопряженные органы (26) соединения при вращении вставлены между частью центрирования (23) и коническим отверстием (53).

13. Устройство по любому из пп.1 – 12, отличающееся тем, что ротор (32) электрического двигателя (3) напрессован на трубчатую втулку (33), выполненную с возможностью ее надевания на вал вращения (5) и снабженную шлицами или канавками (34), взаимодействующими с соответствующими канавками или шлицами вала (5) для соединения этого вала с втулкой (33) и соответственно с ротором (32) при вращении.

14. Устройство по любому из пп.1 – 12, отличающееся тем, что ротор (32) приводного электрического двигателя напрессован непосредственно на вал вращения (5).

15. Устройство по любому из пп.1 – 14, отличающееся тем, что центральный вал (11) вращающейся станины (1) образован трубой, в которой расположены цепи питания энергией приводных двигателей (3, 3′) и каналы управления функционированием намоточных барабанов (21, 21′).

16. Устройство по любому из пп.1 – 15, отличающееся тем, что рама (6) приводного двигателя (3) образует жесткий каркас, содержащий передний фланец (62) и задний фланец (63), на которых закреплены соответственно два подшипника (51, 52) вала вращения (5) и которые соединены друг с другом при помощи трубчатой стенки (61), причем каркас ребрами жесткости (64), и на нем закреплен статор (31) двигателя (3).

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что передний подшипник (51) приводного вала (5), располагающийся со стороны размещения намоточного барабана (21), установлен в отверстии, выполненном в переднем фланце (62) рамы (6) и имеющем диаметр, немного превышающий наружный диаметр ротора (32) для обеспечения демонтажа в целом вала (5) совместно с ротором (32), который выполнен с возможностью прохождения через это отверстие.

18. Устройство по п.16, отличающееся тем, что имеется свободное пространство (65), располагающееся между одним из фланцев (62) моторной рамы и соответствующим концом трубчатой стенки (61), по меньшей мере, на части периферийной зоны этой моторной рамы для обеспечения возможности удаления охлаждающего воздуха, подаваемого во внутреннюю полость рамы (6) при помощи, по меньшей мере, одного входного отверстия (88), выполненного в трубчатой стенке (61) с возможностью присоединения в соответствующем положении рамы (6) к контуру (87), располагающемуся на вращающейся станине (1), выполненной с возможностью подачи в нее под давлением потока охлаждающего воздуха.

19. Устройство по любому из пп.15 – 18, отличающееся тем, что при монтаже рамы (6) на вращающейся станине (1) входное отверстие (88) размещено с возможностью прижима к соответствующему отверстию, выполненному на центральном трубчатом валу (11) вращающейся станины (1), внутри которого обеспечено нагнетание охлаждающего воздуха.

20. Устройство по п.18, отличающееся тем, что вращающаяся станина (1) связана с кольцевой камерой (8), охватывающей один конец центрального вала (11), противоположный опорному фланцу (13), и содержащей неподвижную часть (82, 83), снабженную входным отверстием (80) для воздуха под давлением и подвижную часть (84), закрепленную на центральном валу (11), с вставлением скользящей уплотнительной прокладки (83′, 84′) между подвижными и неподвижными частями данного устройства, причем подвижная часть (84) снабжена, по меньшей мере, одним выходным отверстием, к которому присоединен, по меньшей мере, один воздушный канал (85, 86), закрепленный на вращающейся станине (1) и имеющий выходной конец (87), к которому прижато входное воздушное отверстие (88) моторной рамы (6) при ее установке на станине (1).

РИСУНКИ