УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ ГИБКОГО ДЛИННОМЕРНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2014 года по МПК B21C47/00 

Изобретение относится к отраслям промышленности, связанным с производством обмоток и катушек для электротехнической продукции с использованием длинномерных материалов (проволок, проводов, кабелей и др.).

Известно устройство для намотки и/или разматывания гибкого длинномерного материала с регулируемой скоростью намотки или разматывания, состоящее из корпуса, привода, дифференциального механизма, приемно-подающего узла и большого количества кинематических связей (см. №2015764, B21C 47/00, B65H 79/00, В66D 1/00, 15.07.1994).

Недостатком данной конструкции является наличие большого количества кинематических связей между исполнительными элементами устройства.

Известен станок для намотки проволоки, состоящий из станины, механизма намотки с приводом ременной передачи, механизма раскладки с раскладчиком и средства управления (см. №84753, B21C 47/02, 20.07.2009).

Недостатком такой конструкции является наличие большого числа элементов управления и перемещения исполнительных органов.

Известно устройство для ручной намотки катушек, состоящее из станины, вала для наматываемой катушки и счетчика витков (см. №108725, B21C 47/18, 27.09.2011).

Недостатком такой конструкции является наличие сложной электронной схемы слежения и управления.

Известно устройство для укладки проволоки на катушку (№21035, B21C 47/10, 20.12.2001), принятое за прототип. Устройство содержит расположенные в корпусе привод вращения и механизм возвратно-поступательного перемещения поводка раскладки. Привод вращения включает червячный вал с червяком, червячное колесо, соединенное с кулачком, шток (ползун) с пальцами.

Недостатки прототипа:

- наличие большого числа шестерен привода и дополнительных элементов управления;

- кулачок, управляющий работой штока раскладки, имеет наружный открытый профиль кривой, что повлекло за собой установку двух пальцев для работы в двух направлениях и в данной кинематической паре имеет место трение скольжения, которое способствует быстрому износу трущихся поверхностей и повышению контактных усилий.

Предлагаемым изобретением решается задача: повышение надежности в работе и упрощение конструкции.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении количества кинематических связей исполнительного элемента, его точного перемещения при работе без дополнительной регулировки.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для намотки гибкого длинномерного материала, включающем размещенные в корпусе червячный вал с червяком, червячное колесо, соединенное с кулачком, ползун с пальцами новым является то, что кулачок жестко соединен с червячным колесом и выполнен с рабочей поверхностью, имеющей кардиоидный закрытый профиль, обеспечивающий при повороте на 180° укладку одного слоя материала по всей длине намоточной катушки, установленной на одном конце червячного вала, на другом конце которого размещена шестерня, входящая в зацепление с коромыслом, выполняющим функцию фиксатора при остановке червячного вала, и с ведущей шестерней, установленной на приводном валу и входящей в зацепление с шестерней, установленной на валу, соединенном с валом счетчика оборотов, на запрессованной в ползуне оси установлен ролик с возможностью обкатывания по рабочей поверхности кулачка.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое техническое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на

- фиг.1 - кинематическая схема устройства для намотки;

- фиг.2 - кинематическая схема (развертка по валам) устройства для намотки;

- фиг.3 - вид А (кинематическая схема фиксатора);

- фиг.4 - вид Б (паз фиксации коромысла);

- фиг.5 - устройство для намотки (главный вид);

- фиг.6 - устройство для намотки (вид сверху);

- фиг.7 - сечение главного вида устройства для намотки по А-А;

- фиг.8 - вид Б;

- фиг.9 - вид В.

Устройство для намотки гибкого длинномерного материала состоит из корпуса 1, в котором размещен червячный вал 2, на котором установлены: с левой стороны - намоточная катушка 3, а с правой стороны - шестерня 4. Червяк этого вала входит в зацепление с червячным колесом 5, которое соединено с кулачком 6. Рабочая поверхность кулачка 6 имеет кардиоидный закрытый профиль, обеспечивающий при повороте на 180° укладку одного слоя материала по всей длине намоточной катушки. По рабочей поверхности кулачка 6 обкатывается ролик 7, установленный на оси 8, запрессованной в ползун 9, который перемещается в направляющих корпуса 1. На конце ползуна установлены два пальца 10, между которыми пропускается наматываемый материал (проволока, провод, кабель и т.д.). Шестерня 4 червячного вала входит в зацепление с шестерней 11, установленной на приводном валу 12 с закрепленной на нем рукояткой 13. С шестерней 11 входит в зацепление шестерня 14, имеющая число зубьев равное числу зубьев шестерни 4, и которая установлена на валу 15, выходной конец которого соединяется с валом четырехразрядного счетчика 16 оборотов (витков). Коромысло 17, установленное под шестерней 4 на оси 18, своим выступом входит во впадину между зубьями зубчатого венца данной шестерни под действием пружины 19. Коромысло выполняет функцию фиксатора, позволяющего остановить процесс намотки в любом месте. Вывод коромысла из зацепления с шестерней 4 может быть осуществлен с помощью рукоятки 20, а фиксация его в выведенном положении осуществляется с помощью Т-образного паза 21 в стенке корпуса.

Для работы устройство для намотки гибкого длинномерного материала устанавливается на столе 22 совместно с подающей бобиной 23 и рихтовочно-натяжным блоком 24.

Гибкий материал (проволока, провод, кабель и т.д.) с подающей бобины 23 пропускается через фильеры и заправляется между роликами рихтовочно-натяжного блока 24, причем, если исходным материалом будет проволока, требующая рихтовки (выпрямления), то последнее обеспечивается перемещением подвижных роликов данного блока на необходимую величину. Тем самым получается криволинейная траектория перемещения проволоки, то есть создается ее натяг и, соответственно, выпрямление проволоки. Если исходным материалом будет провод, кабель и т.д. (не требующие рихтовки), то подвижные ролики блока максимально разводятся, и материал движется только через фильеры, не касаясь роликов. Натяжение в данном случае создается притормаживанием вращения оси бобины в опоре.

Далее материал протаскивается до намоточной катушки 3, пропускается в зазор между пальцами 10 ползуна 9 и конец его закрепляется на реборде катушки. На счетчике 16 оборотов (витков) обнуляются показания нажатием кнопки, рукоятка 20 приподнимается вверх до упора по пазу 21 и перемещается влево и вправо для фиксации коромысла 17 в свободном положении, при этом шестерня 4 выходит из зацепления с ним. Далее вращая рукоятку 13, установленную на валу 12, по часовой стрелке через шестерню 11 приводятся во вращение шестерни 4 и 14, установленные на валах 2 и 15. При этом начинают вращаться: намоточная катушка 3, установленная на червячном валу 2, червячное колесо 5, находящееся в зацеплении с червяком этого вала и соединенное с кулачком 6. Тем самым, кулачок получает вращение от червячного вала. Ролик 7, обкатываясь по закрытому кардиоидному профилю рабочей поверхности кулачка 6, через ось 8 перемещает ползун 9 вдоль оси вала 2 и катушки 3. То есть, возвратно-поступательное перемещение ползуна обеспечивается кинематической парой кулачок-ползун. Имеет место трение качения, которое способствует снижению быстрого износа трущихся поверхностей и снижению контактных усилий. Пальцы 10, запрессованные в ползуне, перемещаясь с ним, укладывают, пропущенный в зазор между ними наматываемый материал на катушку с шагом, заданным кривой профиля кулачка. Синхронно вращающийся вал 15 вращает соединенный с ним вал четырехразрядного счетчика 16 оборотов, при этом один оборот катушки соответствует одному обороту вала счетчика. Профиль кулачка рассчитан и выполнен таким образом, что при повороте его на 180° происходит укладка одного слоя наматываемого материала по всей длине катушки.

Если технологией изготовления катушки предусматривается прокладка каждого слоя изоляционным материалом или заливка определенными составами, то необходимо зафиксировать от поворота червячный вал 2 с катушкой 3 и шестерней 4 с помощью коромысла 17. Для чего рукоятку 20 по пазу сдвинуть так, чтобы она попала в вертикальный паз - при этом зуб коромысла войдет во впадину зубчатого венца шестерни 4 автоматически, при этом натяжение материала сохраняется.

Использование предложенного технического решения позволит повысить надежность работы устройства и упростить его конструкцию за счет снижения количества кинематических связей исполнительного элемента, точного перемещения при работе. При обкатывании ролика по закрытому кардиоидному профилю рабочей поверхности кулачка имеет место трение качения, которое способствует снижению износа трущихся поверхностей и снижению контактных усилий в кинематической паре кулачок-ползун, что также повышает надежность работы устройства.

Изобретение предназначено для повышения надежности и упрощения конструкции устройства для намотки гибкого длинномерного материала в отраслях промышленности, связанных с производством обмоток и катушек для электротехнической продукции с использованием длинномерных материалов (проволок, проводов, кабелей и др.) Устройство содержит корпус 1, в котором размещен червячный вал 2, на котором установлены: с левой стороны - наматываемая катушка 3, а с правой стороны - шестерня 4. Увеличение точности перемещения исполнительного элемента без дополнительной регулировки обеспечивается за счет того, что червяк этого вала входит в зацепление с червячным колесом 5, которое соединено с кулачком 6, имеющим кардиоидный закрытый профиль рабочей поверхности, по которой обкатывается ролик 7, установленный на оси 8, запрессованной в ползун 9, который перемещается в направляющих корпуса 1. На конце ползуна установлены два пальца 10, между которыми пропускается наматываемый материал (проволока, провод, кабель и т.д.). Шестерня 4 червячного вала входит в зацепление с шестерней 11, установленной на приводном валу 12 с закрепленной на нем рукояткой 13. С шестерней 11 входит в зацепление шестерня 14, имеющая число зубьев равное числу зубьев шестерни 4 и которая установлена на валу 15, выходной конец которого соединяется с валом счетчика 16 витков. Коромысло 17, установленное под шестерней 4 на оси 18, своим выступом входит во впадину между зубьями зубчатого венца данной шестерни под действием пружины 19. 9 ил.

Устройство для намотки гибкого длинномерного материала, включающее размещенные в корпусе червячный вал с червяком, червячное колесо, соединенное с кулачком, ползун с пальцами, отличающееся тем, что кулачок жестко соединен с червячным колесом и выполнен с рабочей поверхностью, имеющей кардиоидный закрытый профиль, обеспечивающий при повороте на 180° укладку одного слоя материала по всей длине намоточной катушки, установленной на одном конце червячного вала, на другом конце которого размещена шестерня, входящая в зацепление с коромыслом, выполняющим функцию фиксатора при остановке червячного вала, и с ведущей шестерней, установленной на приводном валу и входящей в зацепление с шестерней, установленной на валу, соединенном с валом счетчика оборотов, при этом на запрессованной в ползуне оси установлен ролик с возможностью обкатывания рабочей поверхности кулачка.