Устройство для обмотки длинномерного сердечника Советский патент 1992 года по МПК B65H81/06 

Изобретение относится к машинам для изготовления обмотки из проволоки или нитей и может быть использовано в оплеточных машинах с траекториями движения выходного направителя, расположенными в одной плоскости.

Цель изобретения - повышение эффективности регулирования натяжения обмоточного материала.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2-4 - схемы работы устройства; на фиг, 5 - схема взаимодействия кулачка с роликом.

Обмоточный материал 1 со шпули 2, установленной на оси 3 вращения, с регулируемым вручную до начала работы устройства, тормозным моментом поступает на систему подвижных 4 и неподвижных 5 направите- лей накопителя. Подвижные направители закреплены на кронштейне 6, связанном со штоком 7, опорный ролик 8 которого под действием пружины 9 постоянно контактирует с профилем фигурного кулачка 10. Последний установлен на оси 11 вращения и имеет плоскую опорную поверхность 12 Под действием спиральной пружины 13 фигурный кулачок указанной плоской поверхностью контактирует с поворотным роликом 14, установленным на кронштейне 15.

Поворотный блок имеет основание 16, установленное на оси 17 вращения и несущее шарнирно соединенные в параллелограммы через стойки 18 рычаги 19 и 20. причем с рычагом 19 жестко связан кронштейн 15 поворотного ролика 14. Со стойками 8, помимо рычагов 19 и 20, шарнирно соединены рычаги 21 и 22, также образующие вместе с опорами чувствительных элементов 23 датчика параллелограммы. На стойках 18 симметрично относительно рычагов 19-22 закреплены направляющие 24 со скользящими втулками 25 и пружинами 26. под действием которых на шпуледержателе вне устройства втулки 25 располагаются на минимальном удалении от стоек 18, определяемом длиной шарнирно соединенных с втулками 25 четырех рычагов 27, в этом положении все рычаги 27 (два из них не показаны на фиг. 1, так как закрыты рычагами 19 и 21), а также обе направляющие 24 расположены в одной плоскости, параллельной оси 17 вращения поворотного блока.

Чувствительные элементы 23 имеют ролики 28 и 29, располагаемые на корпусе устройства в кольцевом пазу, концентричном оси сердечника, и контактирующие с наружной или внутренней цилиндрической поверхностью паза. Обе части поворотного блока, расположенные с двух противоположных сторон относительно оси его вращения, одинаковы. Выходной направитель 30 шпуледержателя расположен на продолжении оси 17 вращения поворотного блока и

закреплен на каркасе 31.

При движении шпуледержателя по эксцентричной направляющей 32 от точки а а направлении, показанном стрелкой (фиг, 2), ролики 28 контактируют с наружной цилиндрической поверхностью кольцевого паза 33, при этом под действием рычагов 27 втулки 25 отведены на определенное расстояние от стоек 18, пружины 26 подвергнуты некоторому дополнительному сжатию.

Под действием этих пружин и вследствие жесткости рычагов 19 и 20 основание 16 поворотного блока располагается на оси 17 вращения так, что расстояния от каждого из его концов до кольцевого паза 33 оказываются одинаковыми, а продольная ось основания образует с нормальной проекцией материала на его плоскость, параллельную плоскости корпуса устройства, прямой угол. По мере дальнейшего движения шпуледержателя по эксцентричной направляющей он приближается к кольцевому пазу, а стойки и опоры чувствительных элементов 23 датчика под действием пружин 26 приближаются к среднему положению равновесия, в котором рычаги поворотного блока изображены (фиг. 1). При этом основание поворотного блока непрерывно вращается вокруг оси 17, обеспечивая выполнение указанного условия перпендикулярности продольной оси

основания нормальной проекции пряди на его плоскость, параллельную плоскости корпуса устройства.

По мере приближения шпуледержателя к участку пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом уменьшается угол р0 (фиг. 3) между рычагами 19, 20 и 21, 22 и происходит поворот кронштейна 15 с роликом 14 в сторону фигурного кулачка 10. Поскольку оси вращения фигурного кулачка 10 и поворотного блока расположены в одной плоскости, от клонение кулачка 10 от начального положения под действием ролика 14 происходит на угол, не зависящий от угла поворота основания поворотного блока

относительно оси 17, но определяемый только кратчайшим расстоянием от этой оси до кольцевого паза.

При переходе шпуледержателя через участок пересечения эксцентричной на5 правляющей с кольцевым пазом поворотный блок располагается в положении равновесия, при котором ролики 28 выводятся из контакта с наружной цилиндрической поверхностью кольцевого паза, а

ролики 29 - вводятся в контакт с его внутренней цилиндрической поверхностью (фиг. А).

При дальнейшем движении шпуледер- жателя по эксцентричной направляющей чувствительные элементы датчика располагаются с другой стороны от основания поворотного блока по сравнению с указанным положением, при этом продолжается увеличение угла отклонения кронштейна 15 и фигурного кулачка 10 от начального положения. Направление вращения основания 16 поворотного блока вокруг оси 17 после прохождения участка пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом меняется на противоположное.

При рассмотренном движении шпуле- держателя поворот фигурного кулачка 10 приводит к перемещению штока 7 и кронштейна 6 с направителями 4 в сторону удаления от направителей 5, вследствие чего происходит накопление части материала на направителях 4 и 5 устройства После прохождения шпуледержателем точки b (фиг. 2), расположенной на угловом расстоянии 180° от точки а. перемещение рычагов поворотного блока, кронштейна 15. фигурного кулачка 10, штока 7 с кронштейном 6 и направителями 4 происходит в противоположном направлении, вследствие чего часть материала освобождается и расходуется на оплетку сердечника

Указанному накоплению и освобождению части материала соответствует приближение выходного направителя шпуледержателя к оси сердечника при движении от точки а к точке b и удаление от него при последующем движении от b к а. Благодаря этому усилие натяжения материала на участке от шпули до места формирования оплетки сердечника может быть практически сведено к постоянной величине, определяемой только значением тормозного момента на оси шпули

С целью сведения к минимуму сил трения между плоской опорной поверхностью 12 фигурного кулачка 10 и роликом 14 и повышения точности регулирования натяжения материала оси вращения поворотного блока, кронштейна поворотного ролика и фигурного кулачка целесообразно устанавливать так, чтобы они (осевые линии) пересекались в одной точке При такой конструкции устройства перемещение ролика 14 по поверхности 12 осуществляется по дуге окружности только вследствие качения без скольжения в радиальном направлении

Для исключения скольжения ролика 14 по плоской опорной поверхности 12 в направлении касательной к линии контакта боковой поверхности ролика 14 с опорной поверхностью 12 целесообразно использо- ваь поворотный ролик с конической опор- ной поверхностью и углом при вершине конуса, расположенной в точке пересечения

осей вращения, a- 2arctg -гт-, где D - диаметр малого основания усеченного конуса,

образующего ролик; I - расстояние от оси вращения кронштейна, несущего ролик до малого основания усеченного конуса, при наклоне оси вращения ролика к плоской опорной поверхности фигурного кулачка на угол а /2 (фиг. 5).

С целью обеспечения плавного прохождения чувствительными элементами датчика участка пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом и создания оптимальных условий для переплетения материала в обмоточных устройствах машин с круговыми эксцентричными направляющими, в которых кольцевой паз

используется для движения материала одного из направлений, чувствительные элементы датчика содержат по четыре ролика попарно в зависимости от углового положения шпуледержателя относительно оси

сердечника, контактирующих с внешней или внутренней поверхностью кольцевого паза, причем расстояние между осями пар роликов, одновременно контактирующих с одной поверхностью паза, равно ширине

эксцентричной направляющей шпуледержателя по направлению лежащей в плоскости стола касательной к этой поверхности паза в месте его пересечения с эксцентричной направляющей, размер чувствительного элемента в радиальном направлении относительно оси обмотки сердечника не превышает половины ширины паза, а профиль фигурного кулачка в полярных координатах ( р , 0 ) с полюсом на оси вращения

кулачка определяется уравнениями

ft

п

с sin tpay)

р 2ncosv о VAT +

в arcsin arcsin - -,

А г2 2г к cos (f ,

где г - радиус траектории движения выходного глазка шпуледержателя относительно центра эксцентричной направляющей

Ј - расстояние между центром эксцентричной направляющей и осью сердечника

у -угловая координата шпуледержа- теля (выходного направителя) на корпусе устройства относительно центра эксцентричной направляющей (начало отсчета в точке максимального удаления шпуледер- жателя от оси обмотки сердечника);

п - количество подвижных направите лей на кронштейне накопителя;

R - средний радиус кольцевого паза на корпусе устройства;

В - расстояние по оси обмотки сердечника от плоскости, проходящей через выходной направитель шпуледержателя и параллельной плоскости корпуса устройства, до калибра (места формирования обмотки сердечника);

L - длина каждого из рычагов поворотного блока, соединенных в параллелограммы, измеренная между осями вращения;

тр - угол между осью штока, несущего кронштейн с подвижными направителями, и радиусом-вектором точки контакта фигурного кулачка с опорным роликом штока (фиг, 3);

Первые по ходу движения шпуледержателя ролики пар 28 и 29 после преодоления эксцентричной направляющей вступают в контакт соответственно с наружной и внутренней цилиндрическими поверхностями кольцевого паза до того, как выведутся из контакта следующие за ними ролики каждой пары. Оптимальный размер чувствительного элемента в направлении касательной к поверхности кольцевого паза при использо вании шпуледержателя в машинах указанного типа соответствует минимальному расстоянию между осями каждой пары роликов 28 и 29, равному ширине эксцентричной направляющей в указанном направлении, поскольку при меньшем размере чувствительного элемента возможны его провалы в полость эксцентричной направляющей, а при большем размере возрастает общий угловой размер шпуледержателя на эксцентричной направляющей, ограничивающий допустимое количество материала каждого из направлений из-за необходимости обеспечения прохождения ими без взаимных помех участков пересечения эксцентричных направляющих с кольцевым пазом.

Для предотвращения указанных помех при расположении материала одного из направлений в средней части кольцевого паза размер чувствительного элемента в радиальном направлении относительно оси обмотки должен быть не более половины ширины паза.

-

0

При перемешивании шпуледержателя между точками a w b (0 р л) по эксцентричной направляющей на элементарный угол d (p длина dl части материала, высво- бождаемой вследствие приближения шпуледержателя к оси обмотки, равна е г sin о .

-dlVA + B )-уд-г д, поскольку А

Vr+ + 2r e cos f Эта длина материала при указанном перемещении шпуледержателя должна быть принята накопителем. Необходимое перемещение штока 7 с кронштейном 6 и направителем 4 составляет di/2n, где п - количество направителей 4. Указанное перемещение по модулю равно проекции приращений радиуса-вектора точки контакта фигурного кулачка с роликом 8 на направление продольной оси штока 7, т.е dl/2n dp COS . Из указанных зависимостей следует соотношение

5

0

Р

25

30

35

40

45

50

55

в - arcsin --TJTУгол 0 поворота фигурного кулачка (фиг. 2 и 3) определяется выражением

arcsin гДе

первое слагаемое численно равно максимальному значению угла (при нахождении шпуледержателя в точке а), а второе - значению угла -&- при р 0. Таким образом, по зависимости /э(у) и $(у) может быть найдет профиль фигурного кулачка, при котором обеспечивается постоянство натяжения пряди при работе машины.

С целью исключения случайного стопо- рения рычагов 19 и 20 в среднем положении (положении равновесия поворотного блока) из-за нахождения рычагов 27, подвергнутых продольному сжатию, в мертвой точке при прохождении шпуледержателем участка пересечения эксцентричной направляющей с кольцевым пазом целесообразно соединенные в параллелограммы рычаги снабжать стойками с поворотными втулками, в центральных отверстиях которых проходят качающиеся рычаги, установленные на осях вращения, перпендикулярных плоскости основания корпуса и расположенных между парами рычагов датчика, соединенных в параллелограммы.

При этом в качестве указанных осей вращения качающихся рычагов могут быть использованы направляющие 24, на которые дополнительно устанавливают втулки 35 (фиг 1). Благодаря вращению качающихся рычагов 34 с втулками вокруг направляющих 24 при переходе поворотного блока через положение равновесия возникает момент сил, выводящий рычаги 27 из мертвой точки, и обеспечивается непрерывная и плавная работа всего устройства. Формула изобретения

1.Устройство для обмотки длинномерного сердечника, содержащее размещенные на корпусе шпуледержатель для обмоточного материала, тормозное приспособление для регулирования натяжения, накопитель и съемник обмоточного материала, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования натяжения обмоточного материала, накопитель материала образован из двух частей, одна из которых выполнена в виде поворотного блока, установленного на оси, перпендикулярной плоскости основания корпуса устройства, с возможностью вращения относительно другой части и имеющего датчик углового положения шпуледержателя относительно оси сердечника, выполненный в виде системы подпружиненных, образую- щих параллелограммы качающихся рычагов, расположенных симметрично с двух сторон от оси вращения поворотного блока

с возможностью их синхронного поворота в плоскостях, перпендикулярных плоскости основания корпуса, относительно осей, закрепленных на основании поворотного блока и связанных с кронштейном, на котором установлен ролик, А другая часть накопителя снабжена неподвижными и подвижными направителями, причем подвижные напра- вители связаны с качающимися рычагами посредством кронштейна с роликом и кулачка, имеющего плоскую опорную поверхность, контактирующую с роликом, при этом выходкой напрзвитель установлен на продолжении оси вращения поворотного блока.

2.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что оси вращения поворотного блока, кронштейна с роликом и кулачка пересе- каются в одной точке.

3.Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что корпус снабжен эксцентричной направляющей и кольцевым пазом, концентричным оси сердечника, а датчик углового положения шпуледержателя имеет на концах рычагов два чувствительных элемента, выполненных в виде стоек с роликами, расположенными в кольцевом пазу.

4.Устройство по п. 2. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что поворотный ролик имеет коническую опорную поверхность, вершина конуса которой расположена в точке пересечения осей вращения, причем а

2arctg(D/2l), гдеа-уГОл при вершине конуса; D - диаметр малого основания усеченного конуса, образующего ролик; I - расстояние от оси вращения кронштейна, несущего ролик, до малого основания конуса.

5. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что чувствительные элементы содержат по четыре ролика, попарно контактирующих с внешней или внутренней поверхностью кольцевого пзза, причем расстояние между осями пар роликов, одновременно контактирующих с одной поверхностью паза, равно ширине эксцентричной направляющей вдоль прямой, лежащей в плоскости основания корпуса и касательной к поверхности паза в месте его пересечения с эксцентричной направляющей, размер чувствительного элемента в радиальном направлении относительно оси сердечника не превышает половины ширины паза, а профиль кулачка в полярных координатах (р, в) с полюсом на оси вращения кулачка определяется уравнениями

Ге

г sin у а у j 2ncosi/ { /7 +в А Vr2 +& +2recos p .

arcsin- tl -arcsin A-R

2L

2L

где г - радиус траектории движения выходного направителя шпуледержателя относительно центра эксцентричной направляющей;

е - расстояние между центром эксцентричной направляющей и осью сердечника, (р - угловая координата выходного направителя на корпусе устройства относительно центра эксцентричной направляющей (начало отсчета в точке максимального удаления шпуледержателя от оси сердечника);

п - количество подвижных направите- лей на кронштейне накопителя;

R - средний радиус кольцевого паза на корпусе устройства

В - расстояние по оси сердечника от плоскости, проходящей через выходной на- правитель шпуледержателя и параллельной плоскости основания корпуса устройства, до калибра (места формирования обмотки сердечника);

L - длина каждого из рычагов поворотного блока, соединенных в параллелограммы, измеренная между осями вращения,

УН угол между осью штока, несущего кронштейн с подвижными направителями и радиусом-вектором точки контакта фигурного кулачка с опорным роликом штока.

6. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что соединенные в параллелограммы рычаги датчика попарно содержат стойки с поворотными «тулками, в центральных отверстиях которых проходят качающиеся рычаги, установленные на осях вращения, перпендикулярных плоскости основания корпуса и расположенных между парами рычагов датчика, соединенных в параллелограммы.

Изобретение относится к машинам для изготовления обмотки из проволоки или нитей и может быть использовано в оплеточн 97 2 28 3 94 0-. СК / 25 ных машинах с траекториями движения выходного направителя. расположенными в одной плоскости. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования натяжения. Устройство содержит шпуле- держатель с обмоточным материалом, накопитель с подвижными 4 и неподвижными 5 направителями. Подвижные направители 4 посредством опорного ролика 8 контактируют с профилем фигурного кулачка накопителя. Накопитель выполнен из двух частей, одна из которых выполнена в виде поворотного блока 16 с датчиком углового положения шпуледержателя, а другая часть снабжена подвижными и неподвижными направителями. 5 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л с К 2 СП Os ел со

32

/V

мг.4

fl