Устройство для непрерывной намотки полосовых материалов Советский патент 1990 года по МПК B65H54/22 

} -ТЕ

Т-ft

(Ш

(№Г Фиг.1

Изобретение относится к непрерывной намотке ленточных материалов, в частности кабелей, и может быть использовано в кабельной промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности работы.

На фиг.1 изображено устройство для намотки кабеля, первый вариант; на фиг.2 - система головок с режущим приспособлением и направляющим узлом для кабеля; на фиг.З - система головок, вид сбоку; на фиг.4 - головки с режущим приспособлением и узлом, нал- равляющим кабель в соответствии с вторым вариантом исполнения, вид сбоку; на фиг.З - система направляющего узла; на фиг,6 - головки с другим вариантом направляющего узла, вид ебо- ку; на фиг.7 - головка с режущим приспособлением по второму варианту устройства; на фиг.8 - устройство для намотки кабеля, второй вариант.

Устройство для непрерывной намотки кабеля (фиг.1) содержит две размещенные по вертикальной оси, параллельные поворотные головки 1 и 2, работающие попеременно, которые установлены в подшипниках 3-6. Каждая из головок 1 и 2 снабжена ременными шкивами 7 и 8. Ременные шкивы 7 и 8 размещены в первой коробке 9 передач, приводимой в действие посредством шкивов 10 и 11 ременной передачи от приводного дви- гателя 12, Одним из ременных шкивов 10 приводит в действие ременный шкив

13второй коробки 14 передач. Коробка

14передач содержит ходовой валик 15,

на который посажен укладчик 16 с pq- ликом 17, направляющим кабель 18 на головки 1 и 2. Укладчик 16 одновременно приводится в действие от ходового винта 19, приводимого в действие двигателем 20 механизма укладки материа- ла на головки. Укладчик 16 вместе с направляющим роликом 17 приводится в продольное возвратное движение между головками 1 и 2 от ходового винта -19, а от ходового валика 15 в возвратное движение в пределах головки 1 или 2. Элементы 14, 16, 15, 19, 20 и 17 образуют таким образом механизм укладки, благодаря которому кабель 18 (фиг.З) укладывается в головке 1 или 2 с определенным шагом, который обеспечивается коробкой 14 передач, приводимой в действие, как уже указывалось двигателем 12, приводящим в действие

также головки 1 и 2, благодаря чему осуществляется взаимная зависимость между оборотами головок 1 и 2 и шагом укладчика 16. Обе головки 1 и 2 по первому варианту исполнения лежат в одной плоскости А. Между головками 1 и 2 помещено режущее приспособление 21 или 21 , предназначенное для перерезывания уже намотанного кабеля 18 в одной из головок 1 или 2.

Конструкция головок 1 и 2 более подробно представлена на фиг.2. Каждая головка 1 или 2 состоит из стационарного диска 22, снабженного ременным шкивом 23, установленного в подшипнике 3, а также из опорного диска 24. Диск 24 поворотно соединен с намоточным стержнем 25. Опорный диск 24 может выполнять небольшое осевое движение, необходимое для начального зажатия конца провода 18 и освобождения уже намотанного на намоточном стержне 25 мотка кабеля 18. Диск 22 получает также вращательное движение вследствие силы трения между намоточным стержнем 25 и кабелем 18. Намоточный стержень 25 соединен с серводвигателем 26 и может выполнять движение перемещения по оси.

Опорный диск 24 снабжен приводным средством, размещенным по оси головок 1 и 2 и состоящим из пружины 27, установленной в ступице 28 в подшипнике 4, и из серводвигателя 29. Для того, чтобы опорный диск 24 и намоточный стержень 25 наряду с вращательным движением могли выполнять движение перемещения по оси, они соединены с поршневыми штоками своих серводвигателей 26 с образованием затвора со свободным вращением. Для обеспечения прижима конца кабеля 18 очередными наматываемыми слоями для каждой из головок 1 или 2 применено независимое средство для предварительного поддержания материала. Это средство, помещенное снаружи каждой из головок 1 и 2, состоит из роликов 30 и 31, поворотно посаженных на приводном коромысле 32 или 33. Коромысла 32 и 33 заканчиваются приводными звездочками 34 и 35, вращаемыми в определенном угловом диапазоне с помощью цепи 36 (фиг.З), с одной стороны соединенной с серводвигателями 37 и 38, ас другой стороны нагруженной пружинами 39 и 40.

515

Между головками i и 2 помещается - общее режущее приспособление 21, состоящее из вращающегося ножа 41, закрепленного в ступице 42 и соединенного посредством зубчатой рейки 43 с серводвигателем 44. Благодаря этому обеспечивается преобразование возвратно-поступательного движения серводвигателя во вращательное движение ножа 41, который работает в плоскости As т.е. в плоскости опорного диска 24. Нож 41 выполняет движения на 360 влево и вправо и таким образом режет кабель 18, причем для обеспече- ния возможности выполнения резки кабеля 18 его следует ввести в пространство между головками 1 и 2 в плоскость А, что обеспечивается при помощи общего направляющего узла (фиг.2), состоящего из двух роликов 45 и рычажной системы 46, приводимой в движение серводвигателем 47.

Ступица 42 ножа 41 неразъемно соединена с поршневым штоком серводвига- теля 47, что позволяет взаимно увязать движения направляющего узла и режущего приспособления 21.

На фиг.З представлен процесс намотки кабеля 18 на отдельные головки 1 или 2, причем режущее приспособление 21 (фиг.2) взаимодействует с го- ловками 1 или 2, работающими цикли- чески8 т.е. с остановкой каждой из головок 1 и 2 после намотки мотка кабеля 18,

Действие устройства (фиг.1-3) во время процесса намотки кабеля .18 на каждую из головок 1 и 2 осуществляется следующим образом,

Если укладчик 16 с направляющим роликом 17 перемещается, например, в крайнее левое положение, то имеет место конечный с установленным шагом этап наматывания кабеля на намоточный стер- жень 25 между дисками 22 и 24 в головке 1, а также этап подготовки к резке кабеля 18 режущим приспособлением 21 и этап начальной намотки кабеля 18 на намоточный стержень 25 го- ловки 2. С этой целью ролики 45 в результате пуска серводвигателя 47 опускаются вниз и ролик 45 со стороны головки 1 направляет кабель 18 в пространство между головками 1 и 2 в зону действия вращающегося ножа 41, т.е. в плоскость А (фиг.1), В момент остановки головки 1, т.е. в момент намотки мотка кабеля 18 определенной дли

Q c 0

5

0

Q

$ 0

5

46

ны9 осуществляется зажим кабеля 18 между намоточным стержнем 25 и опорным диском 24, движущимся в направлении диска 22 посредством серводвигателя 29, вопреки действию силы пружины 27, и разрез кабеля 18 приведенным в действие серводвигателем 44 вращающимся ножом 41. Одновременно ролик 31 средства предварительного поддержания материала, принадлежащего головке 2, под действием силы пружины 40 посредством цепи 36 и звездочки 35 перемещается до соприкосновения с намоточным стержнем 25, причем в момент начала наматывания на намоточный стержень 25 в головке 2 ролик 31 придер-. живает свободный конец кабеля 18 до момента его перекрытия очередными слоями кабеля 18, после чего ролик 31 при помощи коромысла 33., звездочки 35 и цепи 36 оттягивается серводвигателем 38 в исходное положение.

После разрезки кабеля 18 образовавшийся на намоточном стержне 25 в головке 1 моток кабеля в результате отодвигания при помощи серводвигателя 26 намоточного стержня 25 в верхнее положение укладывается на опорном диске 24, который опускается разжимающейся пружиной 27 и штоком серводвигателя 29 в свое нижнее положение. В этом положении моток кабеля принимается вручную или приемным устройством (не показано). Одновременно идет процесс намотки кабеля 18 в головке 2. В момент перемещения укладчика 16 с направляющим роликом 17 в крайнее правое положение имеет место конечный, с установленным шагом, этап намотки кабеля на намоточный стержень 25 в головке 2.

Далее процесс повторяется.

После намотки мотка кабеля в головке 2 снова производится намотка в головке 1, в которой участвуют элементы 34, 32, 30, 37, 39, 48 и 49 головки 1.

Второй вариант исполнения, общего для обеих головок 1 и 2 режущего приспособления 21, а также другой вариант направляющего узла, действующего попеременно с одной или второй головкой 1 и 2, представлены ка фиг.4 и 5.

Ввод кабеля 18 в зону действия режущего приспособления 21 осуществляется при помощи направляющего узла, образованного из двух независимо действующих систем, связанных попеременно с одной из головок 1 или 2. Каждая

система состоит из конусного ролика 48 или 50, поворотно посаженного на рычаг 49 или 51, как это представлено на фиг.5. Каждый ролик 48 или 50 имеет форму конуса, основание которого направлено в сторону, противоположную режущему приспособлению 21. Рычаги 49 и 51 имеют форму, сходную с-буквой Z, и приводятся во вращатель ное движение посредством зубчатых реек 52 и 53, которые движутся возвратно-поступательным движением поршневого штока серводвигателя 54 или 55. Одновременно рычаги 49 и 51 соединены друг с другом с возможностью их вращения при помощи стационарного рычага 56, который соединен со штоком серводвигателя 57, выполняющим возвратно-поступательное движение, воз- действующее на весь направляющий узел

Общее режущее приспособление 21 состоит из двух взаимно перпендикулярно действующих ножей, нижнего 58 и верхнего 58. Ножи 58 и 58 соеди- нены с поршневым штоком серводвигателя 59, причем нижний нож 58 подвижно направляется по клиновой направ.ля- ющей 60. Направляющая 60 образована из двух конусов, соединенных основа- ниями, что позволяет передвигать в одну или другую сторону нож 58 образующими конусов направляющей 60. Благодаря этому возможна резка кабеля 18 при движении серводвигателя 59. Режущее приспособление 21 в зависимости от намотки кабеля 18 в головке 1 или в головке 2 всегда направлено навстречу разрезанию кабеля 18, что Обеспечивает получение нулевой ско- рости кабеля 18 относительно ножей 58,58 режущего приспособления 21. Устройство (фиг.4 и 5), во время наматывания кабеля 18 на каждую из головок 1 или 2 работает так же, как и по фиг.1-3. Действие направляющего узла и ножа иное. Как видно на фиг.4 конусный ролик 50 направляющего узла расположен слева, в момент начала наматывания кабеля 18 на намоточный стержень 25 головки 1, находящийся вне зоны действия ножа приспособления 21 . То есть ролик 50 находится в своем верхнем положении, а после перемещения укладчика 16 с направляющим роликом 17 в левое положение отводится вниз в пространство между головками 1 и 2. Это осуществляется действием серводвигателя 57 и рычажной системы

5

0

5

56. В крайнем левом положении укладчика 16 левый серводвигатель 55 перемещает зубчатую рейку 53, которая, воздействуя на рычаг 51, незначительно его вращает, одновременно воздействуя на левый конусный ролик 52, который отводит кабель 18 в зону действия ножа приспособления 21 . Серводвигатель 59 перемещает нижний нож 58 по направляющей 60, составленной из двух конусов, и в момент его прохождения через основание конусов происходит перемещение нижнего подвижного ножа 59 к стационарному верхнему ножу 58 и разрез кабеля 18. После отрезки кабеля 18 оба ролика 50 и 48 под действием серводвигателя 57 отступают, левый и правый ролики 50 и 48 возвращаются в свое исходное положение (обозначено штриховой или сплошной линией).

Нижний нож 58 не возвращается в исходное положение, так как он выжидает очередную смену намотки в головке 2. Процесс намотки на головку 2 аналогичен с той только разницей, что для ввода кабеля 18 служит правый конусный ролик 48, а нижний нож 58 перерезывает кабель 18 во время своего возвратного движения по направляющей 60.

Такое выполнение направляющего узла и режущего приспособления 21 позволяет производить резку кабеля 18 без остановки работы,;головок 1 и 2.

Иначе выполненный направляющий узел, приспособленный исключительно к взаимодействию с головками другой конструкции, представлен на фиг.6 и Т..

Как видно на фиг.6, головки 61 и 62 размещены на незначительном расстоянии одна от другой, обусловленной габаритами направляющего узла. Направляющий узел создан из цилиндрического ролика 63, установленного на откидном рычаге 64, приводимом в движение при помощи серводвигателя 65 в направлении стрелки 66 из положения А 1 и А 2.

Как представлено на фяг.7, головки 61 и 62, установленные по вертикальной оси, разнятся от.головок 1 и 2, представленных на фиг.2, тем, что режущее приспособление и средство для поддержания материала размещаются непосредственно в головках 61 и 62. Каждая из головок 61 или S62 состоит из приводной втулки 67, снабженной

ременным шкивом 23, взаимодействующим с приводным двигателем 12 , (Фиг.8) и помещенной в подшипнике 68. Во втулке 67 размещается вращающийся аксиально подвижный диск 69. В диске 69 находится вращающийся намоточный стержень 70, аксиально подвижный в направлении опорного диска 71. Осевое движение намоточного стержня 70 J обеспечивается при помощи серводвигателя 72, поршневый шток которого соединен поворотной обоймой 73 с намоточным стержнем 70. Вращательное движение намоточного стержня 70 обес- j печивается благодаря оснащению приводной втулки 67 фасонным затвором в виде по крайней мере одного поводка 74, взаимодействующего с диском 69. Диск 69 соединен с намоточным стержнем 70 фасонным затвором, состоящим по крайней мере из одной глухой канавки 75, выполненной на одной из образующих рубашки намоточного стержня 70, а также по крайней мере из од-2 ного поводка 76, находящегося в этой канавке 70 и в диске 69, такое выполнение позволяет не только вращать намоточный стержень 70, но и аксиально перемещать диск 69 на определенное ад расстояние посредством аксиально перемещающегося намоточного стержня 70. Намоточный стержень оснащен торцовым прижимным диском 77, нагруженным пружиной 78, С прижимным диском 77 взаимодействует опорный диск 71, ступица 71 которого установлена в подшипнике 79. Опорный диск 71, содержащий соос- ную торцовую выемку 71 , в которой помещено выталкивающее кольцо 80, нагруженное пружиной 81, оснащен аксиально подвижным центрирующим стержнем 82, посредством поворотной обоймы 83 соединенным с поршневым штоком серводвигателя 84.д

Центрирующий стержень 84 выдвигается перед началом процесса наматывания с целью подпирания намоточного стержня 70.

Такая конфигурация опорного диска 71 и намоточного стержня 70 с прижимным диском 77 позволяет создать в головке 61 придерживающее средство для захвата начального отрезка кабеля 18. Придерживающее средство создано прижимным диском 77, прижимающим силой пружины 81 к опорному диску 71 отрезок кабеля 18. Благодаря такой конфигурации создано также ре3

5

5

Q о 5 Q с

5

0

5

жущее приспособление, которое образует края стенки торцовой выемки 71 в опорном диске 71, а также край торцовой поверхности намоточного стержня 70, входящий - вглубь этой выемки 71 во время рабочего движения серводвигателя 72. Это позволяет разрезать кабель 18 в двух местах, а отходящий отрезок кабеля удаляется при отодвинутом намоточном 70 и центрирующем 82 стержнях выталкивающим кольцом 80, нагруженным пружиной 81.

Головка 61(62) действует следующим образом.

В момент намотки на намоточном стержне 70 между диском 69 и опорным диском 71 соответствующего количества кабеля 18 цилиндрический ролик 64 вследствие пуска серводвигателя 65 перемещается из положения А 1 в направлении стрелки 66, обозначенной сплошной линией, в положение А 2 и вводит кабель 18 в плоскость опорного диска 71. Центрирующий стержень 82 подпирает намоточный стержень 77, который под действием движения штока серводвигателя 72 входит своей торцовой поверхностью вглубь торцовой выемки 71 в опорном диске 71 и отрезает в двух местах кабель 18, предварительно прижатый нажимом прижимного диска 77 к стационарному диску 71. Разрезка кабеля осуществляется режущим действием торцовых заостренных краев выемки 71 в опорном диске 71 и намоточного стержня 70. Вращающийся намоточный стержень 70 с намотанным мотком кабеля 18 стимулирует вытягивание конца отрезка кружка кабеля 18, остающегося между прижимным 77 и опорным 71 дисками.

Намоточный стержень 70 вследствие запуска серводвигателя 72 отодвигается вверх, увлекая за собой диск 69. Центрирующий стержень 82 при отходе серводвигателя 84 возвращается в исходное положение. Это обстоятельство позволяет не только удалить намотанный моток кабеля 18 приемным устройством или вручную, но и вытолкнуть выталкивающим кольцом 80, нагруженным пружиной 81, отрезанный кусок кабеля.

Также как в предыдущих примерах исполнения, в момент введения кабеля 18 дри помогай цилиндрического ролика 63 в зону действия режущего приспособления головки 61, он вводится в пространство между перемещающимся вниз, в

направлении опорного диска 71, прижимным диском 77, помещенным на намоточном стержне 70. Сила прижима пружины 78 вызывает захват начального отрезка кабеля 18 и обеспечивает возможность намотки кабеля 18 на намоточном стержне 70, подпираемом выдвинутым центрирующим стержнем 82, между диском 69 И ОПОРНЫМ ДИСКОМ 71 ГОЛОВКИ 62.

Далее процесс повторяется.

В этом примере исполнения ременный шкив 23 головки 61(62) приводится в действие иной приводной системой, представленной на фиг.8. Приводная j система согласно фиг.8, которая может быть применена не только для головок 61, 62, но и для головок 1., 2 по предыдущим примерам исполнения согласно фиг. отличается тем от системы, 2 представленной на фиг.1, что каждая из головок 1, 2 и 61, 62 приводится в действие индивидуальным двигателем 12, взаимодействующим с ременным шкивом 23. Двигатель 12, поставлен- 2 ный в головках 1 и 61, взаимодействует с электромагнитной муфтой 85,.а двигатель 12, поставленный в соот- ветствие головкам 2 и 62, взаимодействует с электромагнитной муфтой 86. Эти муфты посажены на приводной валик коробки 14 передач.

Управляемые электромагнитные муфты 85 и 86 позволяют передавать привод на укладчик 16 с направляющим ро- ликом 17 посредством ходового валика 15, соединенного с коробкой 14 передач, и его перемещать в соответствии с процессом намотки кабеля 18 в отдельных головках 1, 2, 61 и 62.

Применяемые серводвигатели могут быть пневматическими или гидравлическими.

Преимущество изобретения з аключа- ется в компактной конструкции устроиства8 меньшей занимаемой устройством площади, в частности, при осуществлении устройства согласно второму варианту исполнения головок, плавной намотке кабеля без необходимости пере- зарядки головки, устройство обеспечивает мягкий и надежный захват начального отрезка кабеля, а также плавную выдачу намотанного мотка. Режущее устройство отличается повышенным сро- ком службы, что обусловлено введением кабеля в плоскость головки, благодаря чему обеспечивается нулевая скорость перемещения кабеля относительно но

Q

j Q 5 0

Q

жей. В результате обеспечивается значительное увеличение производительности намоточного устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для непрерывной намотки полосовых материалов, преимущественно кабелей, содержащее две поворотные головки с параллельными вертикальными осями, связанные с приводом от общего или индивидуального двигателя для поочередной намотки каждой головки, приводное режущее приспособление для обеих головок, размещенное

в зоне их действия, механизм укладки материала на одной из головок, направляющий узел для передачи материала в зону действия режущего приспособления, средства для предварительного поддержания материала к размещенные в каждой из головок один над другим два диска, один из которых установлен стационарно в осевом направлении, а другой смонтирован с возможностью осевого перемещения и снабжен средством его нагружения в виде серводвигателя и пружины, причем верхний диск соединен с приводом вращения и снабжен намоточным стержнем, установление с возможностью осевого перемещения и контактирования с нижним диском для сброса на него намотанной паковки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, в каждой из головок намоточный стержень установлен с возможностью совместного вращения с верхним диском и снабжен приводом его осевого перемещения, а - средство нагружения подвижного вдоль оси диска размещено в оси головки,

2.Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что режущее приспособление выполнено в виде поворотного ножа, соединенного посредством зубча-i того колеса с серводвигателем его привода, а посредством ступицы - с,нап- равлягащим узлом.

3.Устройство по п.2, отличающееся тем, что направляющий узел состоит из двух роликов, соединенных посредством рычажной системы

с серводвигателем.

4.Устройство по п.1, отличающееся тем, что режущее приспособление имеет клинообразную направляющую, а нож выполнен с двумя режущими гранями и установлен с возможностью взаимодействия с клинообразной направляющей.

5.Устройство по п.4, отличающееся тем, что клинообразная направляющая образована из двух конусов, обращенных друг к другу своими основаниями.

6.Устройство по п.4, отличающееся тем, что направляющий узел включает два конических ролика для взаимодействия поочередно с каждой из головок, при этом ролики снабжены рычажно-зубчатыми передачами для их поворота общим приводом перемещения к режущему приспособлению и серводвигателями в каждой из передач.

7.Устройство поп.1, отличающееся тем, что средство для предварительного поддержания материала включает приводное коромысло с установленным на нем ролик6м.ч

8.Устройство по п.8, отличающее с я тем, что привод поворота коромысла включает звездочку, установленную на оси ее поворота и подпружиненную цепь, Огибающую звездочку и связанную со штоком дополнительного серводвигателя.

9 Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что верхний диск снабжен приводной втулкой и прижимным диском для контактирования с нижним диском.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что в нижнем диске выполнена вертикальная выемка для прохода намоточного стержня, при

этом кромки стержня и выемки выполнены заостренными для образования дополнительного режущего средства, а прижимной диск выполнен подпружиненным для прижима конца материала к нижнему диску,

11.Устройство по п.10, о т л и - чающееся тем, что наматыйаю0 щий стержень соединен с верхним диском посредством фасонного затвора, образованного по меньшей мере одной канавкой, рыполненной в намоточном стержне, и по меньшей мере одним по-

5 водком, закрепленным в диске.

12.Устройство по п.9, отлит чающееся тем, что верхний диск соединен с приводной втулкой посредством по меньшей мере одного по0 водка.

13.Устройство по п.10, отличающееся тем, что нижний диск оснащен выталкивающим кольцом, нагруженным пружиной.

514. Устройство по п.13, отличающееся тем, что нижний диск оснащен подвижным по оси центрирующим стержнем для взаимодействия при намотке с намоточным стержнем.

015. Устройство по п. 14, о т л и

чающееся тем, что центрирующий стержень снабжен серводвигателем.

16. Устройство по п.9, отличающееся тем, что направляю5 щий узел состоит из цилиндрического ролика, закрепленного на шарнирном отклоняющем рычаге, соединенном с серводвигателем.

Изобретение относится к непрерывной намотке ленточных материалов, в частности кабелей, и направлено на повышение надежности работы устройства. Мотальные головки 1,2 размещены по вертикальной оси и оснащены средством нагружения, включающим элементы 28-29 и перемещающимися по оси наматывающего стержня 25 и диском 24, а с внешней стороны головок 1,2, между которыми находятся режущие приспособление 21 и направляющий узел, предусмотрены средства для начального поддерживания кабеля 18. Диск 24 нагружен пружиной 27, размещенной в ступице 28, закрепленной в подшипнике 4, и соединен свободно вращающимся замком с серводвигателем 29. Режущее приспособление 21, состоящее из вращающегося ножа 41, соединенного при помощи зубчатой рейки 43, с серводвигателем 44, связано с направляющим узлом, общим для обеих головок 1, 2, состоящим из двух роликов 45, соединенных при помощи рычажной системы 46 с серводвигателем 47. 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

31

- S

i

/у/ТУз бз;

/ / / / пп з-ГТ 35 2 28 27

А,

29

W М 21 47 29 фиг.2

45 46

27 28 4 34

7lZl8S

so-Р7 V7-w HI

м

м

нн

rL-

55 II 5 лг

г.5

16

El-H

77

11

10