Устройство для намотки катушек Советский патент 1983 года по МПК H01F41/08 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для изготовления потенциометров и катушек кольцевой формы ( тороидов ) и может быть использовано в областях приборостроения и электротехники.

Известно устройство для намотки катушек, содержащее механизм для крепления отдающей катушки, установленный соосно с электромагнитной муфтой на челноке, и механический датчик изменения диаметра отдающей катушки 11.

Недостатком известного устройства является наличие в его конструкции механического датчика изменения диаметра отдающей катушки, содержащего щуп, так как щуп перемещается скачкообразно с витка верхнего ряда на виток нижнего ряда намотанного провода отдающей катушкй, а наличие зазоров в кинематике этог датчика дополнительно усложняют планое регулирование натяжения сматываемого провода.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее механизм для крепления отдающей катушки, установленный соосно с электромагнитной муфтой на челноке, и электромехганический датчик изменени диаметра отдающей катушки 2.

Недостатком устройства является наличие в конструкции датчика инерционной маятниковой массы в виде постоянного магнита с механическими Л трущимися ) частями в виде привод,ного рычага на шарнирном упругом .подвесе, что вносит инструментальную погрешность, искажающую истинную величину индуктируемой ЭДС, и тем самым увеличивает зону нечувствительности датчика, так как плавные колебания постоянного магнита зависят от равномерности ( постоянной скорости вращения челнока, а также от трения в шарнире. что усложняет плавное регулирование натяжения сматываемого провода, снижая качество изделия.

Цель изобретения - повышение KStчества изделия путем повышения чувствительности датчика изменения диаметра отдающей катушки.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для намотки катушек содержащем механизм для крепления отдающей катушки, установленной соосно с электромагнитной муфтой на иелноке, датчик изменения диаметра отдающей катушки и источник питания датчик выполнен в виде катушки индуктивности с магнитопроводящим каркасом, установленной с одного торца отдающе{ катушки и электрически соединенной с источником пиfaния.

На фиг. 1 изображено устройство, общий фиг, 2 Ч разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит наматывае1«ий кольцевой каркас 1, челнок 2 имеюш й вид незамкнутого кольца и привоДИГ-1ЫЙ во вращение против хода часовой стрешки двумя зубчатыми колесами 3 от привода станка 4, причем расстояние 6 между зубчатыми колесами 3 больше расстояния челнока 2 для обеспечения непрерывного вращения последнего.

В отверстие 5 челнока 2 по скользящей посадке установлен и закреплен ротор 6, внутри которого с радиальны зазором 7 концентрично на подшипниках 8 установлен статор 9 с коллектором 10. На ротор 6 по торцу установлен щеточный узел 11, контактирующий с коллектором 10.

Статор 9, ротор б, щеточный узел 11 и коллектор 10 в совокупности образуют магнитоэлектрический датчик момента, выполняющий функцию электромагнитной муфты.

Принцип действия этого датчика аналогичен щеточно-коллекторному двигателю постоянного тока.

Щеточный узел 11 имеет две пары щеток 12, которые чеоез выключатель и переменное сопротивление электрически связаны с + Годна пара щеток) и - (другая пара щеток) внешнего источника питания станка 4 и выходом усилителя 13 (фиг. 2).

Вращающий момент между статором 9 и ротором б и его направление зависят от величины и полярности тока управления. Основным достоинством такой электромагнитной муфты является высокая линейность характеристики по току управления, причем предварительно снимают экслериментальныл- путем зависимость величины момента от изменения тока управления

На втулку 14 установлена по скользящей Посадке катушка 15 индуктивности с магнитопроводящим каркасом 16 и проводом 17, начало и конец тоторого соединены с внешним источником питания (.например, источник переменного тока ), а затем отдающая катушка 18 со сматываемым проводом 19 и магнитопроводящим каркасом 20, контактирующим торцем с каркасом 16. Катушки 15 и 18 закреплены на втулке 14, например, кольцом 21 упорным. Каркасы 16...и 20 конструктивно могут быть выполнены в виде единого каркаса 22 (фиг. 3 и 4}, а установка катушёк 15 и 18 на втулку 14 может иметь обратный порядок. Кроме того, возможен вариант расположения сматываемого провода 19 концентрично проводу 17 (фиг. 4).

Нижний конец сматываемого провода 19 электрически соединен с входом усилителя 13.

Электрическое соединение провода 17 с внешним источником питания и нижнего конца провода 19 с усилитеем 13 производится с помощью шайб 23, закрепленных в полой оси 24, и соответствующих контактных пар: кольца, 25 - щетки 26, шинопровод 27 щетка 28, шинопровод 29 - щетка 30. Причем ось 24 жестко закреплена во втулке 14.

Верхний конец сматываемого провода 19 закреплен на кольцевом каркасе 1 и далее электрически соединен через технологическое кольцо 31 и щетку 32 с входом усилителя 13. Причем кольцо 31 концентрично расположено относительно каркаса 1 на опорах 33 вращения, установленных с корпусе станка 4,

Предварительно экспериментальным путем для каждой марки и диаметра сматываемого провода 19 снимают характеристику его оптимального натяга с целью предохранения его от. обрыва.

Устройство работает следующим образом.

С помощью переменного сопротивления при включенном выключателе на статор 9 электромагнитной муфты подают ток управления такой величины, чтобы возникающего момента вращения была равна допустимой величине натяжения сматываемого провода 19, при этом на провод 17 катушки 15 индуктивности подают напряжение {36 В, 400 Гц), Тогда в катушке 15. индуктивности, имеющей постоянное количество витков, возникает ЭДС, постоянная по времени, а в сматываемом проводе 19 отдающей KaTjmiKH 18 возникает ЭДС индукции, величина которой будет пропорциональна изменяквдемуся числу сматывае1 :лх витков отдающей катушки 18. Поэтому катушки 15 и 18 в совокупности образуют трансформаторный измерительный датчик, где провод 17 - первичная обмотка, а провод 19 - вторичная обмотка, электрически связанная с входом усилителя 13, выход которрго связан с обмоткой электромагнитной муфты.

Челноку 2 сообщают вращательное движение от привода станка 4, при этом челнок 2 вместе с электромагнитной муфтой, кдтушками 15 и 18 проходит с зазором через внутреннее отверстие каркаса 1, наматывая на него предварительно растянутый провод 19. Число витков провода 19

.уменьшается, а следовательно, пропорционйльно этим виткам уменьшается и ток индукции в проводах 19.

На входе усилителя 13 появится слабый сигнал в виде тока индукции,

0 величина которого в первый момент сматывания провода 19будет максимальной, а затем по мере уменьшения витков в отдающей катушке 18 будет также уменьшаться пропорционально

5 числу витков и ток индукции. При этом соответственно будет плавно уменьшаться ток-управления на выходе усилителя 13, который уменыиит соответственно величину момента

Q. вращения электромагнитной муфты, что позволяет плавно сохранить величину натяжения сматываемого провода 19 постоянной и обеспечить плотность намотки провода на каркасе

1 постоянной по всему периметру каркаса.

Усилитель 13 в начале намотки (при максимально допустимой величине тока

Q управления ) должен выдавать равнозначный по току сигнал. При достижении постоянных оборотов челнока 2 выключатель разрывает цепь и устройство переходит на автоматический режим работы с помощью усилителя 13.

Устройство может быть использовано при наматывании проводе 19 на катушку 18 в случае изменения направления вращения челнока 2.

Таким образом, ток индукции, в

0 отдающей катушЛе не зависит .от угловой скорости челнока и его инерции. (,массы К- Кроме того, устройство обеспечивает намотку при большой скорости вращения челнока (3000 об/мин

5 и более ), плотную намотку провода по периметру потенциометра путем уменьшения зоны нечувствительности датчика изменения диаметра отдающей катушки, что позволяет уменьшить

0 разброс его крутизны примерно на 40% и улучшить динамические характеристики гироприборов, а также автоматизировать технологический процесс намотки.

А-А 29 29 2728 .... 27-

Фи& 2 ЭбЬ 00 Гц

/« 15 22 19 IB

А-Д

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАМОТКИ КАТУШЕК, содержащее механизм для крепления отдающей катушки, установленный соосно с электромагнитной муфтой на челноке, датчик изменения диаметра отдающей катушки и источник питания. Отличающееся тем, что, с целью повьипения качества изделия путем увеличения чувствительности датчика изменения диаметра отдающей катушки, датчик выполнен в виде катушки индуктивности с магнитопроводящим каркасом, установленной с одного торца отдакмдей катушки и электрически соединенной с источником питания. (Л сд 4;: 01