СТАНОК ДЛЯ ОБМОТКИ ТОРОИДАЛЬНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ Российский патент 2003 года по МПК H01F41/08 H01F41/06 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления дросселей и трансформаторов путем обмотки тороидальных сердечников обмоточными проводами и может быть использовано в радиотехнической и электронной промышленности.

Известен станок для обмотки тороидальных сердечников микротрансформаторов, содержащий устройство для закрепления и поворота сердечника, шпулю, установленную с возможностью вращения, проводосъемник и тормозное устройство с эластичными прижимами, причем проводосъемник выполнен в виде диска, на одной из торцовых поверхностей которого имеется канавка, в которой расположена шпуля, причем внешняя поверхность выполнена в виде переходящих одна в другую поверхностей в секторе, составляющем угол не менее 90^o, конической, начинающейся от устройства закрепления и поворота сердечника, переходящий в направлении вращения шпули со стороны проводосъемника через винтовую поверхность в цилиндрическую, сочетающуюся по радиусу с торцевой поверхностью.

В станке проводосъемник взаимодействует с эластичными прижимами цилиндрической и торцевой поверхностями (см. а.с. СССР 536534, кл. H 01 F 41/08).

Недостатком данного станка является быстрый износ эластичной поверхности тормозного устройства в зоне прохождения провода в момент затяжки петли, а корпус станка, накрывающий край шпули и удерживающий от спадания провода на противоположную сторону, создает излишние затраты энергии на преодоление сил трения шпули о корпус, влияющие на срок службы и шпули, и корпуса.

Известен станок для намотки тороидальных катушек, содержащий С-образный челнок, ведущий диск для привода челнока, механизм удержания и поворота наматываемой тороидальной катушки, проводоотделяющий диск и затягивающий прижим, при этом затягивающий прижим установлен перед концом зоны вытяжки на расстоянии от нее, равном длине витка наматываемых проводов у торцевой поверхности проводоотделяющего диска с зазором относительно этой поверхности.

В станке зазор между торцовой поверхностью проводоотделяющего диска и затягивающим прижимом равен 0,3-0,5 диаметра наматываемого провода.

В станке регулируемый прижим выполнен шариковым (см. а.с. СССР 712856, кл. H 01 F 41/08).

Недостатком данного станка является возможность повреждения изоляции провода при взаимодействии с шариком в момент затяжки петли, а шпуля, ограниченная проводоотделяющим диском с одной стороны и корпусом станка, удерживающего от спадывания витка провода на другую сторону шпули, с другой, создает излишнюю затрату энергии на преодоление силы трения шпули о корпус и диск, а также повышенный износ шпули и корпуса станка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый автором за прототип является станок для намотки тороидальных катушек, содержащий шпулю, механизм привода шпули, механизм удержания и поворота наматываемой тороидальной катушки, проводосъемник с канавкой для шпули, тормозной механизм с эластичными прижимами, при этом механизм привода шпули содержит ведущий шпулю ролик с конусной канавкой для провода на уровне рабочей поверхности проводосъемника, снабженного клином для подъема сброшенного со шпули провода над его поверхностью, а корпус станка снабжен пластинчатой пружиной, конец которой расположен между клином и роликом для предотвращения сбрасывания провода с ролика до затяжки петли на катушке (см. патент РФ 1837367, кл. H 01 F 41/08).

Недостатками данного станка являются быстрый износ шпули от трения об обойму, последняя необходима для предотвращения спадания сброшенного провода со шпули на противоположную сторону, что ведет к обрыву провода, и излишняя затрата энергии на преодоление трения, а пластинчатая пружина не обеспечивает постоянства усилия затяжки петли на катушке.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемой полезной модели, сводится к повышению долговечности, а также обеспечению стабильности натяжения провода и снижению энергоемкости станка.

Технический результат достигается с помощью станка для обмотки тороидальных сердечников, содержащего механизм для удержания и поворота тороидального сердечника, шпулю с кольцевой канавкой для провода, проводосъемник, снабженный клином, приводные ролики, один из которых снабжен конусной канавкой, тормозное устройство и эластичный боковой прижим, при этом станок дополнительно снабжен непрерывной эластичной лентой, накрывающей край шпули от спадания провода на противоположную сторону в зоне сброса провода со шпули, и пороговым натяжным устройством для регулирования натяжения провода, содержащим одноплечий рычаг с пружиной, направление усилия которой с плечом рычага образуют острый угол, вершина которого расположена в точке крепления пружины на рычаге.

Увеличение долговечности шпули, стабилизирование натяжения провода при намотке и снижение энергоемкости станка достигается дополнением станка непрерывной эластичной лентой и пороговым натяжным устройством, последнее содержит одноплечий рычаг, взаимодействующий с пружиной, направление усилия которой с плечом рычага образуют острый угол, вершина которого расположена в точке крепления пружины на рычаге.

На фиг. 1 изображен станок для обмотки тороидальных сердечников, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;2 на фиг.3 -разрез Б-Б на фиг.1.

Станок состоит из механизма 1 для удержания и поворота тороидального сердечника 2, кольцевой шпули 3 с разрезом 4 для замены сердечника 2 и с кольцевой канавкой 5 (фиг.3). Шпуля 3 с одной стороны ограничена проводосъемником 6 с кольцевой канавкой 7 (фиг.3) под шпулю 3. Проводосъемник 6 закреплен на корпусе 8 станка и содержит клин 9 для подъема сброшенного витка провода 10 над поверхностью проводосъемника 6. Механизм привода шпули 3 выполнен в виде приводных роликов 11, расположенных под проводосъемником 6, и ролика 12, выступающего над поверхностью проводосъемника 6, на торце которого имеется выступ с конусной канавкой 13 для провода 10. На корпусе 8 станка, на подшипниках (на фиг. не показаны), установлены два бочкообразных ролика 14 так, что надетая на ролики 14 непрерывная эластичная лента 15 одной ветвью накрывает край шпули 3 (фиг.3) от спадания провода на противоположную сторону в зоне сброса провода 10 со шпули 3. На корпусе 8 также установлены: тормозное устройство 16 в виде эластичной ленты, подпружиненной пластинчатой пружиной 17, и эластичный боковой прижим 18 в виде диска, покрытого ворсистой тканью.

Пороговое натяжное устройство 19 (фиг.1) для регулирования натяжения провода, закрепленное на корпусе 8 станка, содержит корпус 20 (фиг.3), полированный в зоне скольжения провода 10. На корпусе 20 шарнирно установлен одноплечий рычаг 21 с пружиной 22 таким образом, что направление усилия пружины 22 с плечом рычага 21 образуют острый угол α (фиг.3), вершина которого расположена в точке крепления пружины 22 на рычаге 21. Натяжение пружины 22 регулируется через резьбовую рейку 23 вращением гайки 24. Кинематически связанная с рейкой 23 шкала 25 показывает относительно риски 26 на корпусе 20 максимальное значение натяжения провода 10 при затягивании петли на тороидальном сердечнике 2.

Станок для обмотки тороидальных сердечников работает следующим образом.

Раскрывается шпуля 3 по разрезу 4 и тороидальный сердечник 2 надевается на шпулю 3 и закрепляется на механизме 1 для удержания и поворота сердечника 2. Начало провода 10 закрепляется на шпуле 3 и вращением приводных роликов 11 и 12 набирается необходистый запас провода 10 в канавку 5 шпули 3.

Удерживая конец провода 10, сбрасывается из канавки 5 провод 10 через край шпули 3 в сторону проводосъемника 6 с кольцевой канавкой 7, закрепленного на корпусе 8, и провод 10 займет положение над клином 9 под корпусом 20 порогового натяжного устройства 19, далее в канавкке 13 приводного ролика 12 (фиг.1).

Включается привод ведущих роликов 11 и 12 и провод 10, натягиваясь, поворачивает рычаг 21, тем самым уменьшая острый угол α, а значит и удерживающее усилие провода 10 под корпусом 20 порогового натяжного устройства 19. Усилие, удерживающее провод 10 под корпусом 20 порогового натяжного устройства 19, отградуированное по натяжению провода 10, зафиксировано на шкале в граммах относительно риски 26, зависящее от натяжения пружины 22 через резьбовую рейку 23 вращением гайки 24.

Освободившись из-под корпуса 20 порогового натяжного устройства 19, провод 10, последовательно занимая положения а, б, в, г и д, проскальзывает по проводосъемнику 6 под тормозным устройством 16, подпружиненным пружиной 17, и боковым прижимом 18 затягивается на тороидальном сердечнике 2. Непрерывная эластичная лента 15 на роликах 14 накрывает край шпули 3 (фиг 1,3) и удерживает сброс провода 10 на противоположную сторону шпули 3 в зоне сброса провода 10 со шпули 3, а также улучшает фрикционную связь роликов 11,12 со шпулей 3.

По сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями предлагаемое изобретение имеет следующие преимущества.

С применением предлагаемого изобретения изготовлен опытный образец станка для намотки тороидальных сердечников проводами диаметров 0,04-0,3 мм с остаточным отверстием катушки не менее 5 мм в диаметре.

Экспериментальные испытания показали способность станка наматывать тороидальные сердечники со скоростью до 1600 витков в минуту с отличным качеством продукции. По сравнению со станком СКН-1,5У, используемому для электропривода, электродвигатель мощностью 270 Вт на опытном образце установлен электродвигатель с потребляемой мощностью 26 Вт. В процессе испытания не требовалась регулировка натяжения провода и регулировка тормозных устройств. Использование предлагаемого изобретения позволит значительно снизить трудоемкость при операции обмотки тороидальных сердечников и увеличит срок службы намоточного оборудования.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологическому оборудованию для изготовления дросселей и трансформаторов путем обмотки тороидальных сердечников обмоточными проводами, и может быть использовано в радиотехнической и электронной промышленности. Технический результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в повышении долговечности, а также в обеспечении стабильности натяжения провода и снижении энергоемкости станка. Сущность изобретения состоит в следующем. Станок содержит механизм для удержания и поворота тороидального сердечника, шпулю (3) с кольцевой канавкой (5) для провода, проводосъемник (6) с кольцевой канавкой (7), содержащий клин для подъема сброшенного витка провода, приводные ролики, один из которых снабжен конусной канавкой (13), тормозное устройство и эластичный боковой прижим. Согласно изобретению станок снабжен непрерывной эластичной лентой, накрывающей край шпули (3) от спадания провода в противоположную сторону в зоне его сброса со шпули (3), и пороговым натяжным устройством для регулирования натяжения провода, содержащее одноплечий рычаг (21) с пружиной (22), направление усилия которой с плечом рычага (21) образует острый угол α, вершина которого расположена в точке крепления пружины (22) на рычаге (21). 3 ил.

Станок для обмотки тороидальных сердечников, содержащий механизм для удержания и поворота тороидального сердечника, шпулю с кольцевой канавкой для провода, проводосъемник, снабженный клином, приводные ролики, один из которых снабжен конусной канавкой, тормозное устройство и эластичный боковой прижим, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен непрерывной эластичной лентой, накрывающей край шпули от спадания провода на противоположную сторону в зоне сброса провода со шпули, и пороговым натяжным устройством для регулирования натяжения провода, содержащим одноплечий рычаг с пружиной, направление усилия которой с плечом рычага образует острый угол, вершина которого расположена в точке крепления пружины на рычаге.