НАМОТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
WINDING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к намоточному устройству, которое наматывает проволоку вокруг периферии круглого шаблона и раскладывает проволоку в расположении столбцов и рядов для образования бортового кольца.
Уровень техники
Обычно в этом типе намоточного устройства ролик, который ограничивает положение проволоки в месте, соответствующем периферии (окружности) шаблона, является подвижным в аксиальном направлении и в радиальном направлении шаблона, то есть в направлении вдоль столбцов проволоки и в направлении вдоль рядов проволоки. Всегда, когда шаблон совершает один оборот, и один виток проволоки наматывается вокруг периферии шаблона, ролик перемещается на один шаг в направлении вдоль столбцов проволоки с помощью привода.
Документ известного уровня техники
Патентный документ
Патентный документ 1: Публикация выложенного японского патента №2009-12326.
Сущность изобретения
Проблемы, которые должны быть решены с помощью изобретения
В намоточном устройстве известного уровня техники, описанном выше, ролик, который прижимает проволоку, перемещается в направлении вдоль столбцов проволоки в соответствии с вращением привода. Таким образом, необходима сложная конструкция управления для управления вращением привода синхронно с вращением шаблона. Дополнительно, если привод является шаговым электродвигателем или серводвигателем, когда синхронность двигателя потеряна, например, когда мгновенное отключение питания приводит к ситуации, происходящей по инерции, последующее управление вращением становится трудным. Это неблагоприятно влияет на намотку бортового кольца.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является обеспечение намоточного устройства, которое может плавно выполнять операцию намотки проволоки и перемещать ролик, который прижимает проволоку, размещенную на периферии шаблона, в направлении вдоль столбцов проволоки синхронно с вращением шаблона, используя простую механическую конструкцию.
Средства решения проблем
Для выполнения вышеуказанной задачи настоящее изобретение обеспечивает намоточное устройство, которое наматывает проволоку вокруг периферии круглого шаблона и раскладывает проволоку в расположении столбцов и рядов для образования бортового кольца. Намоточное устройство включает ролик, который расположен на раме устройства и является подвижным в направлении вдоль столбцов и в направлении вдоль рядов. Ролик прижимает проволоку, размещенную на периферии шаблона. Круглый кулачок поддерживается кулачковым валом, который вращается синхронно с вращением шаблона. Кулачок включает множество кулачковых поверхностей. Толкатель кулачка взаимодействует с кулачковыми поверхностями и перемещается за одно целое с роликом в направлении вдоль столбцов проволоки и в направлении вдоль рядов проволоки. Кулачковые поверхности действуют для перемещения ролика в направлении вдоль столбцов проволоки.
В намоточном устройстве изобретения всегда, когда шаблон совершает один оборот, и один виток проволоки наматывается вокруг периферии шаблона, кулачковые поверхности кулачка, который вращается под заданным углом синхронно с вращением шаблона, действуют для перемещения ролика, который прижимает проволоку, на один шаг в направлении вдоль столбцов проволоки с толкателем кулачка. Таким образом, ролик может быть точно перемещен в направлении вдоль столбцов проволоки синхронно с вращением шаблона с помощью простой механической конструкции, образованной кулачком и толкателем кулачка. Дополнительно, так как ролик перемещается с помощью механической конструкции, образованной кулачком и толкателем кулачка, когда отключение питания останавливает работу намоточного устройства, толкатель кулачка удерживается в контакте с одной из кулачковых поверхностей кулачка в остановленном положении. Таким образом, при восстановлении после отключения питания кулачковые поверхности действуют для продолжения перемещения ролика в направлении вдоль столбцов проволоки и позволяют перезапуск работы намоточного устройства без каких-либо проблем.
В вышеуказанной конструкции количество кулачковых поверхностей предпочтительно устанавливается таким, что одно бортовое кольцо образуется, когда кулачок совершает один оборот.
В вышеуказанной конструкции намоточное устройство предпочтительно включает ведущую шестерню, которая вращается синхронно с вращением шаблона. В этом случае кулачок соединен с возможностью удаления с кулачковым валом. Дополнительно, кулачок образован дискообразным основным корпусом, который включает кулачковые поверхности и ведомую шестерню, которая прикреплена к боковой поверхности основного корпуса. Ведущая шестерня зацеплена с возможностью отделения с ведомой шестерней.
В вышеуказанной конструкции намоточное устройство предпочтительно включает приводной элемент, который перемещает толкатель кулачка от конечного положения намотки на кулачковых поверхностях к начальному положению намотки на кулачковых поверхностях, когда намотка проволоки заканчивается.
В вышеуказанной конструкции кулачковые поверхности предпочтительно обращены в аксиальном направлении шаблона.
Технические результаты изобретения
Как описано выше, настоящее изобретение достигает цели в перемещении ролика, который прижимает проволоку, размещенную на периферии шаблона, в направлении вдоль столбцов проволоки синхронно с вращением шаблона, используя простую механическую конструкцию и исключая неблагоприятные ситуации.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение, показывающее намоточное устройство согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения.
Фиг. 2 представляет собой вид в сечении по линии 2-2 на Фиг. 1.
Фиг. 3 представляет собой вид в сечении по линии 3-3 на Фиг. 1.
Фиг. 4 представляет собой увеличенный частичный вид в сечении, показывающий сечение по линии 4-4 на Фиг. 3 в состоянии, в котором кулачковые поверхности разнесены.
Фиг. 5 представляет собой увеличенный вид в сечении бортового кольца, образованного намоточным устройством на Фиг. 1.
Фиг. 6 представляет собой схематический частичный вид сверху, показывающий оконечный конец намотки проволоки в бортовом кольце на Фиг. 5.
Варианты выполнения изобретения
Далее будет описано намоточное устройство согласно одному варианту выполнения настоящего изобретения со ссылкой на Фиг.1-7.
Как показано на Фиг. 1, двигатель 12 расположен на раме 11 устройства намоточного устройства. Двигатель 12 включает вал 12a двигателя с концом, который образует резьбовой участок 12b. Шаблон 13 соединен с возможностью удаления с резьбовым участком 12b с помощью гайки 14. Канавка 13a образована в периферии (окружности) шаблона 13. Намоточное устройство вращает шаблон 13 в одном направлении с двигателем 12 для намотки проволоки W вокруг шаблона 13 в канавке 13a и раскладывания проволоки W в расположении столбцов и рядов для образования бортового кольца B, имеющего форму поперечного сечения, показанную на Фиг. 5.
Опорный элемент поддерживается рамой 11 устройства в месте, соответствующем канавке 13a шаблона 13. Опорный элемент 15 является подвижным в аксиальном направлении и в радиальном направлении шаблона 13, то есть в направлении вдоль столбцов проволоки W и в направлении вдоль рядов проволоки W. Опорный элемент 15 включает конец, который поддерживает с возможностью вращения ролик 16, который используется для прижатия проволоки в канавку 13а шаблона 13. Другой конец опорного элемента 15 поддерживает с возможностью вращения толкатель 17 кулачка, который образован роликом, который может взаимодействовать (быть зацеплен) с кулачковыми поверхностями 22a кулачка 20, который будет описан позже.
Как показано на Фиг. 1-3, рама 11 устройства поддерживает с возможностью вращения кулачковый вал 18 с подшипником 19 в месте, соответствующем толкателю 17 кулачка. Кулачковый вал 18 включает дистальный конец, образующий резьбовой участок 18. Кулачок 20, который имеет круглую форму на виде сбоку, соединен с возможностью удаления с резьбовым участком 18b с помощью гайки 21. Кулачок 20 включает дискообразный основной корпус 22. Стенка, которая включает участки стенки различных высот, загнута от края основного корпуса 22. Наивысшая поверхность каждого участка стенки образует кулачковую поверхность 22a, которая может взаимодействовать с толкателем 17 кулачка. Кулачковые поверхности 22a обращены в аксиальном направлении шаблона 13, то есть в направлении, в котором вал 12a двигателя продолжается. Ведомая шестерня 23 прикреплена к боковой поверхности основного корпуса 22, которая является противоположной боковой поверхности, на которой обеспечены кулачковые поверхности 22a.
Пружина 24 размещена между рамой 11 устройства и опорным элементом 15 с возможностью толкать и перемещать опорный элемент 15 в одном направлении. Толкающее усилие пружины 24 заставляет толкатель 17 кулачка зацепляться с кулачковыми поверхностями 22a кулачка 20. Когда кулачок 20 вращается, кулачковые поверхности 22a действуют для перемещения ролика 16 в направлении вдоль столбцов проволоки W.
В настоящем варианте выполнения бортовое кольцо B образовано путем вращения шаблона 13 и намотки проволоки W вокруг шаблона 13 двадцать четыре раза. Кулачок 20 совершает один оборот, тогда как шаблон 13 вращается двадцать четыре раза. То есть кулачок 20 поворачивается на 15°, тогда как шаблон 13 совершает один оборот. Расстояние от кулачковой поверхности 22a до основного корпуса 22 изменяется каждые 15°. Другими словами, кулачковые поверхности 22a включают двадцать четыре участка, в которых расстояние от основного корпуса 22 отличается от смежного участка. Таким образом, количество кулачковых поверхностей 22a устанавливается в соответствии с количеством витков проволоки W таким, что одно бортовое кольцо B образуется, когда кулачок 20 совершает один оборот. Каждая кулачковая поверхность 22a перемещает опорный элемент 15 с толкателем 17 кулачка в аксиальном направлении шаблона 13 в соответствии с расстоянием от основного корпуса 22. Как показано на Фиг.4, начальные участки 22a-1 и 22a-2 намотки кулачковых поверхностей 22a расположены непрерывно с конечными участками 22a-23 и 22a-24 намотки кулачковых поверхностей 22a.
Как показано на Фиг. 1 и 2, передаточный вал 25 поддерживается с возможностью вращения подшипником 26 на раме 11 устройства между ведомой шестерней 23 кулачка 20 и двигателем 12. Вторая передаточная шестерня 28 и третья передаточная шестерня 29, которая вращается за одно целое со второй передаточной шестерней 28, закреплены на передаточном валу 25. Первая передаточная шестерня 27 расположена на конце вала 12a двигателя, который является противоположным концу, с которым соединен шаблон 13. Вторая передаточная шестерня 28 зацеплена с первой передаточной шестерней 27. Передаточный вал 25 включает дистальный конец, который поддерживает рычаг 30 так, что рычаг 30 является вращающимся относительно передаточного вала 25. Рычаг 30 имеет свободный конец, который поддерживает опорный вал 31. Проксимальный конец опорного вала 31 поддерживает с возможностью вращения ведущую шестерню 32, которая постоянно зацеплена с третьей передаточной шестерней 29 и зацеплена с возможностью отделения с ведомой шестерней 23 кулачка 20. Когда ведущая шестерня 32 зацеплена с ведомой шестерней 23, вращение шаблона 13 с двигателем 12 вращает кулачок 20 синхронно с шаблоном 13 с помощью шестерней 27, 28, 29, 32 и 23. В настоящем варианте выполнения передаточное отношение шестерней установлено таким, что кулачок 20 поворачивается на 15°, тогда как шаблон совершает один оборот.
Как показано на Фиг. 1 и 2, ограничительная пластина 33 расположена на раме 11 устройства в месте, соответствующем опорному валу 31. Ограничительная пластина 33 включает дугообразную направляющую канавку 33a, через которую вставлен дистальный участок опорного вала 31. В ситуации, в которой дистальный участок опорного вала 31 вставлен через направляющую канавку 33a ограничительной пластины 33, рычаг 30 поворачивается вокруг передаточного вала 25 для перемещения ведущей шестерни 32 между положением зацепления, в котором ведущая шестерня 32 зацеплена с ведомой шестерней 23 кулачка 20, и положением отделения, в котором ведущая шестерня 32 отделена от ведомой шестерни 23. Опорный вал 31 включает дистальный конец, который образует резьбовой участок 31a. Гайка 34 может быть прикреплена к резьбовому участку 31a и затянута на ограничительной пластине 33 для блокирования поворота рычага 30, то есть удержания ведущей шестерни 32 в положении зацепления или положении отделения.
Как показано на Фиг. 1, цилиндр 35, который служит в качестве приводного элемента, расположен на раме 11 устройства в месте, соответствующем опорному элементу 15, который поддерживает ролик 16 и толкатель 17 кулачка. Когда кулачок 20 совершает один оборот, и образование бортового кольца заканчивается, то есть когда намотка проволоки W заканчивается, цилиндр 35 выполняет операцию выступа для перемещения толкателя 17 кулачка, который расположен на конечном участке 22a-24 намотки кулачковых поверхностей 22a, от конечного положения P1 намотки к начальному положению P2 намотки.
Как показано на Фиг. 4, конечный участок 22a-24 намотки кулачковых поверхностей 22a включает ступень 36. Когда образование бортового кольца B заканчивается, ступень 26 действует для размещения толкателя 17 кулачка в самом низком конечном положении P1 намотки. Таким образом, как показано на Фиг. 6, оконечный конец Wa намотки проволоки W незначительно загнут наружу для выступания от периферии бортового кольца B. Наклонная поверхность 37 образована на начальном участке 22a-1 намотки кулачковых поверхностей 22a, смежном конечному участку 22a-24 намотки так, чтобы не препятствовать перемещению толкателя 17 кулачка от конечного положения P1 намотки к начальному положению P2 намотки.
Далее будет описана работа намоточного устройства.
В ситуации, показанной на Фиг. 1 и 2, рычаг 30 расположен в положении, где ведущая шестерня 32 зацеплена с ведомой шестерней 23 кулачка 20. В этой ситуации вращение двигателя 12 вращает шаблон 13 в одном направлении. Это наматывает проволоку W вокруг периферии шаблона 13 в канавке 13a, тогда как ролик 16 прижимает проволоку W. Дополнительно, вращение двигателя 12 вращает кулачок 20 синхронно с шаблоном 13 в направлении стрелки на Фиг. 4 с помощью шестерней 27, 28, 29, 32 и 23. В результате опорный элемент 15 и ролик 16 перемещаются в аксиальном направлении шаблона 13, тогда как толкатель 17 кулачка контактирует с и зацепляет кулачковые поверхности 22a кулачка 20. Соответственно, всегда, когда шаблон 13 совершает один оборот и наматывает один виток проволоки W вокруг периферии шаблона 13 в канавке 13a, кулачковые поверхности 22a действуют для перемещения ролика 16 на один шаг в направлении вдоль столбцов проволоки W. Когда количество столбцов проволоки W, которая наматывается вокруг шаблона 13 таким образом, достигает заданного количества, средство перемещения (не показано) перемещает ролик 16 на один шаг в направлении вдоль рядов проволоки W с опорным элементом 15. Эти операции повторяются для раскладывания проволоки W в канавке 13a шаблона 13 в расположении столбцов и рядов и в порядке, показанном стрелкой на Фиг.5. Это образует бортовое кольцо B.
Когда образование бортового кольца B заканчивается, как показано на Фиг. 4, толкатель 17 кулачка расположен в конечном положении P1 намотки и взаимодействует (зацеплен) со ступенью 36 в конечном участке 22a-24 намотки кулачковых поверхностей 22a. Вследствие этого, как показано на Фиг. 6, оконечный конец Wa намотки проволоки W незначительно загнут наружу для выступания от периферии бортового кольца B.
В дальнейшем цилиндр 35 выполняет операцию выступа для перемещения толкателя 17 кулачка, который расположен на конечном участке 22a-24 намотки кулачковых поверхностей 22a, от конечного положения P1 намотки к начальному положению P2 намотки без использования кулачковых поверхностей 22a. Это подготавливает образование следующего бортового кольца B.
Метка (не показана), которая обозначает начальную точку вращательного положения, обеспечена на периферийной поверхности кулачка 20. Когда толкатель 17 кулачка достигает оконечного конца конечного участка 22a-24 намотки в кулачковых поверхностях 22a, датчик (не показан) обнаруживает метку и приостанавливает вращение кулачка 20 и шаблона 13. Бортовое кольцо B, образованное на шаблоне 13, удаляется из намоточного устройства во время приостановления.
Когда отключение питания останавливает двигатель 12 во время образования бортового кольца B, шаблон 13 и кулачок 20 останавливают вращение. В этом случае толкатель 17 кулачка удерживается контактирующим с и зацепляющим одну из кулачковых поверхностей 22a кулачка 20 в остановленном положении. Таким образом, при восстановлении после отключения питания кулачок 20 вращается снова, и кулачковые поверхности 22a действуют для продолжения перемещения ролика 16 в направлении вдоль столбцов проволоки W без каких-либо проблем.
При изменении формы поперечного сечения или диаметра намотки бортового кольца B для образования на шаблоне 13 шаблон 13 на валу 12a двигателя 12 заменяется другим шаблоном 13, который имеет другую форму поперечного сечения или канавку 13a с другим диаметром. Дополнительно, гайка 34, которая прикреплена к резьбовому участку 31a на дистальном конце опорного вала 31, ослабляется для перемещения рычага 30 к положению, где ведущая шестерня 32 отделена от ведомой шестерни 23 кулачка 20, как показано двойными штрихпунктирными линиями на Фиг. 2. Это позволяет кулачку 20 на кулачковом валу 18 заменяться другим кулачком 20, который имеет другое передаточное отношение. После соединения нового кулачка 20 с кулачковым валом 18 рычаг 30 перемещается, пока ведущая шестерня 32 не зацепится с ведомой шестерней 23 нового кулачка 20. Далее гайка 34 затягивается на ограничительной пластине 33. Таким образом, кулачок 20 может легко быть заменен в соответствии с бортовым кольцом B, которое должно быть образовано.
Соответственно, настоящий вариант выполнения имеет преимущества, описанные ниже.
(1) Намоточное устройство образует бортовое кольцо B путем намотки проволоки W вокруг периферии круглого шаблона 13 для раскладывания проволоки W в расположении столбцов и рядов. Рама 11 устройства обеспечена роликом 16, который является подвижным в направлении вдоль столбцов проволоки W и в направлении вдоль рядов проволоки W для прижатия проволоки W, размещенной на периферии шаблона 13. Круглый кулачок 20, который включает кулачковые поверхности 22a, поддерживается кулачковым валом 18, который вращается синхронно с вращением шаблона 13. Толкатель 17 кулачка, который перемещается за одно целое с роликом 16 в направлении вдоль столбцов и в направлении вдоль рядов, взаимодействует с кулачковыми поверхностями 22a кулачка 20. Вследствие этого, кулачковые поверхности 22a действуют для перемещения ролика 16 в направлении вдоль столбцов проволоки W.
Таким образом, в намоточном устройстве всегда, когда шаблон 13 совершает один оборот, и один виток проволоки W наматывается вокруг периферии шаблона 13, кулачковые поверхности 22a кулачка 20, который вращается под заданным углом синхронно с вращением шаблона 13, действуют для перемещения ролика 16 на один шаг в направлении вдоль столбцов проволоки W. Таким образом, ролик 16 может быть точно перемещен в направлении вдоль столбцов проволоки W синхронно с вращением шаблона 13 с помощью простой механической конструкции, образованной кулачком 20 и толкателем 17 кулачка. Дополнительно, так как ролик 16 перемещается с помощью механической конструкции, образованной кулачком 20 и толкателем 17 кулачка, когда отключение питания останавливает работу намоточного устройства, толкатель 17 кулачка удерживается в контакте с одной из кулачковых поверхностей 22a кулачка 20 в остановленном положении. Таким образом, при восстановлении после отключения питания кулачковые поверхности 22a действуют для продолжения перемещения ролика 16 в направлении вдоль столбцов проволоки W и позволяют перезапуск работы намоточного устройства без каких-либо проблем.
(2) В намоточном устройстве количество кулачковых поверхностей 22a устанавливается таким, что одно бортовое кольцо B образуется, когда кулачок 20 совершает один оборот. Таким образом, кулачковые поверхности 22a на кулачке 20 действуют для последовательного перемещения ролика 16 на один шаг в направлении вдоль столбцов проволоки W всегда, когда кулачок 20 совершает один оборот так, что одно бортовое кольцо B может быть образовано.
(3) Намоточное устройство включает ведущую шестерню 32, которая вращается синхронно с вращением шаблона 13. Кулачок 20 соединен с возможностью удаления с кулачковым валом 18. Дополнительно, кулачок 20 образован дискообразным основным корпусом 22, который включает кулачковые поверхности 22a и ведомую шестерню 23, которая прикреплена к боковой поверхности основного корпуса 22. Ведущая шестерня 32 зацеплена с возможностью отделения с ведомой шестерней 23. Таким образом, когда имеется необходимость замены кулачка 20, например, при изменении формы поперечного сечения или диаметра намотки бортового кольца B для образования на шаблоне 13, кулачок 20 легко удаляется с кулачкового вала 18 путем отделения ведущей шестерни 32 от ведомой шестерни 23 кулачка 20.
(4) Намоточное устройство включает цилиндр 35, который служит в качестве приводного элемента, который перемещает толкатель 17 кулачка от конечного положения P1 намотки на кулачковых поверхностях 22a к начальному положению P2 намотки на кулачковых поверхностях 22a, когда намотка проволоки W заканчивается. Таким образом, когда намотка проволоки W заканчивается, цилиндр 35 может легко перемещать толкатель 17 кулачка от конечного положения P1 намотки к начальному положению P2 намотки без использования кулачковых поверхностей 22a и подготавливать образование следующего бортового кольца B.
(5) В намоточном устройстве кулачковые поверхности 22a обращены в аксиальном направлении шаблона 13. Таким образом, кулачковые поверхности 22a перемещают ролик 16 в том же направлении, что и направление вдоль столбцов бортового кольца B. Это исключает необходимость в механизме преобразования движения между кулачковыми поверхностями 22a и роликом 16 и упрощает конструкцию.
Преобразованные примеры
Вышеуказанный вариант выполнения может быть преобразован, как описано ниже.
Форма основного корпуса 22 кулачка 20 и место, где кулачковые поверхности 22a образованы, могут быть изменены. Например, в вышеуказанном варианте выполнения кулачковые поверхности 22a образованы на кулачке 20 для обращения в аксиальном направлении шаблона 13. Однако кулачковые поверхности 22a могут быть образованы на периферийной поверхности кулачка 20. В этом случае предпочтительно, что кулачковый вал 18 кулачка 20 продолжается в вертикальном направлении, как видно на Фиг. 1.
Двигатель 12 может быть редукторным двигателем, который способен уменьшать скорость вращения вала двигателя. В этом случае два конца на валу двигателя редукторного двигателя выступают из корпуса двигателя. Один конец вала двигателя поддерживает шаблон 13, и другой конец поддерживает кулачок 20.
Описание ссылочных позиций
11: рама устройства, 12: двигатель, 13: шаблон, 15: опорный элемент, 16: ролик, 17: толкатель кулачка, 18: кулачковый вал, 20: кулачок, 22: основной корпус, 22a: кулачковые поверхности, 23: ведомая шестерня, 27, 28, 29: передаточные шестерни, 30: рычаг, 32: ведущая шестерня, 35: цилиндр, служащий в качестве приводного элемента, W: проволока, B: бортовое кольцо, P1: конечное положение намотки, P2: начальное положение намотки.