CN115053307A - 不使用储料盒卷绕环形芯的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卷绕环形芯的装置和方法，该环形芯可以在环形芯保持元件中被引导，其中线材包括多个线段且无需使用储料盒。该装置还包括：基本圆形的针辊，设置在大致平行于线材的卷绕平面上的针辊可旋转地安装，并可以相对于环形芯保持元件定位以使得针辊卷绕位于卷绕平面上的线段穿过并围绕环形芯，该环形芯在操作期间在环形芯保持元件中被引导。针辊还包括偏转滚轮，该偏转滚轮可旋转地安装在卷绕平面上的第一凹部中的针辊上，并设置为在操作期间将位于卷绕平面上的线段卷绕通过并围绕环形芯。针辊还包括挡板，该挡板被设置为在针辊上的卷绕平面上与第一凹部相邻的第二凹部中，被设计为在操作期间在卷绕平面和存储平面之间通过引导槽引导要卷绕的线材，该存储平面基本平行于卷绕平面设置。该装置还包括设置在存储平面上的多个存储元件，这些存储元件以固定的和可旋转的方式安装，并被设置为用于存储位于存储平面上的线段。

Description

不使用储料盒卷绕环形芯的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种用线材卷绕环形芯的装置和方法，该卷绕环形芯可在环形芯保持元件中被引导，该线材包括多段线段，无需使用储料盒。

背景技术

例如，从DE10153896A1中已知一种卷绕环形芯的装置，该装置具有通过环形芯开口引导的环状储料装置，具有用于线引导和线储料盒装置的元件。这种已知装置的缺点在于，用于存储和卷绕的环状储料盒必须被引导穿过环形芯，因此，由于储料盒的空间要求，储料盒不能被引导穿过小直径的环形芯，或者当卷绕较粗的线时，储料盒不能被完全卷绕。

例如，从EP2953149B1中已知另一种环形芯卷绕装置，该装置具有环形芯保持装置和不带储料盒的线引导器。这种已知装置的一个缺点是，由于在操作过程中线偶尔不被监测或控制，卷绕质量可能会降低，以及没有跨接的环形芯上的线层的精度不能总是得到保证。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种无储料盒卷绕环形芯装置，以及相应的卷绕方法，可实现无储料盒环形芯的自动卷绕，尤其是相对较小的环形芯直径和直径非常小的环形芯。此外，该装置旨在设计简单和坚固，并生产成本低廉。与现有技术不同，没有储料盒的卷绕被理解为意味着不需要环状储料盒被引导穿过环形芯开口。

为实现这一目的，本发明提供了一种装置，该装置具有环形芯保持元件，用于卷绕环形芯，该环形芯可在环形芯保持元件中被引导，使用包括多段线段的线材，其中，被驱动以卷绕环形芯的环形芯保持元件和线优选彼此垂直对齐。该装置还包括至少一个基本上为圆形的针辊，该针辊设置在基本上平行于线的卷绕平面中，该针辊可旋转地安装并可以相对于环形芯保持元件定位，使得针辊卷绕穿过位于卷绕平面中的线段并围绕环形芯，该环形芯在操作期间在环形芯保持元件中被引导。针辊还包括转向辊和挡板，转向辊可旋转地安装在针辊处的卷绕平面中的第一凹部中，并被设置为在操作期间将位于卷绕平面中的线段卷绕穿过并围绕环形芯，挡板设置在针辊上卷绕平面中的第二凹部中，与第一凹部相邻，并被设置为在操作期间经由引导槽引导待卷绕的线，该引导槽在卷绕平面和基本平行于卷绕平面设置的存储平面之间。该装置还包括设置在存储平面中的多个存储元件，这些存储元件以固定和可旋转的方式安装，并被设置为存储位于存储平面中的线段。

为解决该目的，还提出了一种环形芯卷绕的方法，该环形芯可在环形芯保持元件中被引导，没有储料盒，使用包括多段线段的线材。该方法包括针辊的旋转，针辊包括挡板和转向辊，穿过环形芯，并还包括以下步骤：将储存在几个储存元件上，并位于存储平面中的线材的线段，从设置在存储平面中的储存元件经由挡板的引导槽引导到转向辊上，转向辊设置在基本平行于存储平面设置的卷绕平面中；将位于卷绕平面中的线段引导到转向辊周围并引导到环形芯上；用位于卷绕平面中的线段卷绕该环形芯；并经由转向辊通过引导槽将任何未被卷绕并仍然存在于卷绕平面中的线段再次引导回存储平面中的各个储存元件上。

根据本发明，通过设置在存储平面中的存储元件进行存储，位于存储平面中的线段存储在存储元件上。由于来自线存储的预定长度的线材同时卷绕在环形芯上并存储在存储元件上，所以卷绕过程的周期时间相对减少。由于使用了在存储和卷绕期间不被引导穿过环形芯的存储元件，并与此相关的是，取消了用于存储线的传统储料盒，所以在卷绕结束时，只有存在于卷绕平面中的线段被引导穿过环形芯，使得即使是具有非常小的剩余孔直径(在卷绕结束时具有卷绕的线层的卷绕环形芯的内径)的环形芯也可以被卷绕。此外，由于这一点，与传统的环形芯绕线机相比，可以卷绕具有较小内径或较粗线的环形芯。

与传统环形芯(线圈)卷绕装置相比，该装置具有通过环形芯开口引导的环状储料盒，根据本发明的装置设计简单，因为可以取消环状储料盒。由于相对简单的设计，该装置同样坚固且生产成本低廉。因此，根据本发明的方法允许在没有储料盒的情况下自动卷绕，甚至是具有小内径的环形芯或具有其它芯几何形状的环形芯，这些芯不能用传统的具有储料盒的环形芯(线圈)卷绕装置来卷绕。

与具有多个线段存储在卷绕平面中的传统环形芯卷绕装置相比，本发明具有简单的设计，因为无需输送辊、排线器和拉线器。由于相对简单的设计，该装置同样坚固耐用且生产成本低廉。因此，根据本发明的方法允许在没有储料盒的情况下自动卷绕甚至具有小内径的环形芯或其它芯几何形状的环形芯，其不能用具有存储在卷绕平面中的多线段的传统环形芯卷绕装置进行卷绕。

根据本发明的一个方面，中断部在一个区域中中断了针辊的基本圆形形状，使得环形芯可定位于针辊的圆周上，或者针辊可定位于卷绕该环形芯的位置，其中，针辊以设置为可旋转穿过环形芯的方式。在卷绕结束后，针辊可以离开该位置，以及环形芯可以从环形芯保持元件中移除。这允许简化卷绕、过程的简单自动化以及环形芯卷绕过程时间的减少。

根据本发明的另一方面，针辊包括齿形轮缘，该齿形轮缘设置在与卷绕平面基本平行的驱动平面中，并被设置为用于驱动针辊旋转。齿形轮缘包括齿装置，通过该齿装置，它由外部驱动单元驱动。齿形轮缘的旋转运动被传递到针辊上，使得环形芯能够被卷绕。这增加了对过程的掌握并简化了装置的操作。

根据本发明的另一方面，针辊被设置为在操作期间，针辊将位于卷绕平面内的线段，同时卷绕在存储平面内的线段上，并将存储平面内的线段存储在多个存储元件上。开始时，线从线存储被引入到装置中，直到预定长度的线被引入。来自线存储的预定长度的线同时卷绕通过环形芯并围绕环形芯，并存储在位于存储平面中的存储元件上。当预定长度的线已经从线存储装置中送出时，线从线存储装置中分离，使得不再有线从存储装置中送出，以及位于卷绕平面中的线段穿过并围绕环形芯卷绕。结果，不能卷绕在环形芯上的剩余线的数量被最小化，并该过程的简单自动化成为可能。

根据本发明的另一个方面，针辊被设置为可将位于卷绕平面内的线卷绕在环形芯的中央。结果，卷绕环形芯的质量得以提高，因为在每种情况下，通过卷绕过程垂直于具有基本圆形几何形状的环形芯来卷绕该线绕组。除此之外，这一方面在卷绕期间在环形芯内部提供了更多的空间。这也允许环形芯和针辊之间的相对横向运动，以便例如将具有非圆形几何形状的环形芯移动到相对于针辊的中心位置。

根据本发明的另一方面，该装置还包括至少一个线制动器，其中，该至少一个线制动器被设置为用于通过按压多个存储元件中的至少一个元件，间隔地制动存储平面中的线段，并在操作期间张紧线。结果，可以调节线上的拉伸载荷，并线上的载荷可以保持恒定，因此可以降低线撕裂或过度松弛地卷绕在环形芯上的风险。

根据本发明的另一个方面，多个存储元件被设置为辊，该辊在与至少一个线制动器相互作用间隔布置且被驱动旋转。在一个优选实施例中，存储元件安装在背离针辊的一侧，并由周围区域封闭。此外，在一个优选实施例中，在存储元件面向针辊的一侧上设置有设备，该设备以避免在卷绕过程中存在于存储平面中的线段从存储元件中不期望地掉落。这些设备优选为圆周倒角边缘。在针辊的圆周路径的一个区域内，该针辊在旋转一周内已经通过转向辊，线段存在于卷绕平面中，以及存在于存储平面中的线段在针辊的旋转方向上由辊驱动，并不被至少一个线制动器制动。在针辊的圆周路径的一个区域内，该针辊在一次旋转中还没有经过具有存在于卷绕平面中的线段的转向辊，存在于存储平面中的线段在针辊的旋转方向上没有被辊驱动，而是被至少一个线制动器制动。结果，线材上的负载可以保持恒定，并降低撕裂的风险。此外，这也防止了线材在卷绕过程中在系统中松散地移动，因此可以提高卷绕的质量。

附图说明

下文根据附图对本发明的示例性实施例进行了更详细的说明。这些显示：

图1为用于在无储料盒的情况下，卷绕环形芯的装置的实施例的基本示意性侧视图，其中，为了简化，除了其它元件之外，环形芯保持元件和线存储没有示出。

图2为用于在无储料盒的情况下，卷绕环形芯的装置的实施例的部分的基本示意性前视图，其中，为了简化，除了其它元件之外，环形芯保持元件和线存储没有示出。

图3为用于在无储料盒的情况下，卷绕环形芯的装置的实施例的部分的基本示意性侧视图，其中，为了简化，除了其它元件之外，环形芯保持元件和线存储没有示出。

图4为用于在无储料盒的情况下，卷绕环形芯的装置的实施例的部分的基本示意性侧视图，其中，为了简化，除了其它元件之外，环形芯保持元件和线存储没有示出。

图5为用于在无储料盒的情况下，卷绕环形芯的装置的实施例的一部分的基本示意性侧视图，其中，为了简化，除了其它元件之外，环形芯保持元件和线存储没有示出。

图6根据本发明的一个实施例，在没有储料盒的情况下卷绕环形芯的方法的流程图。

具体实施方式

根据图1至图3，卷绕环形芯2000的无储料盒卷绕装置1000优选包括环形芯保持元件(未示出)，待卷绕的环形芯2000保持在环形芯在卷绕期间被保持和旋转在保持元件中。根据该实施例，环形芯保持元件由三个压力辊(未示出)形成，这三个压力辊优选地在每种情况下围绕环形芯2000彼此成120°角设置，并从外侧压靠环形芯2000，并因此将其保持在所期望的位置。至少一个压力辊同时驱动环形芯2000，并因此将其设定为期望的旋转，以便在距环形芯2000期望的距离间隔处卷绕绕组。

代替储料盒，卷绕无储料盒的环形芯2000的装置1000包括多个存储元件1210、1220、1230、1240，这些存储元件设置在储料盒平面4200中，以固定和旋转方式安装，并被设置为用于存储位于存储平面4200上的线段3200。环形芯2000的旋转轴优选基本上位于卷绕平面4100中，并环形芯2000和存储元件1210、1220、1230、1240的旋转轴优选基本上彼此垂直地设置。

根据图1至图3所示的实施例，存储元件1210、1220、1230、1240沿针辊1100的圆周路径均匀分布设置。位于存储平面4200中的线段3200被存储在存储元件1210、1220、1230、1240上，并在卷绕期间根据需要从这些存储元件中拉出。在这种情况下，存储元件1210、1220、1230、1240的数量不受限制，但是具有至少四个存储元件1210、1220、1230、1240的实施例是优选的。

为了进一步卷绕，使用位于卷绕平面4100中的线段3100，由针辊1100和转向辊1111卷绕环形芯2000。由于针辊1100和转向辊1111的旋转，位于存储平面4200中的线段3200，将储存在多个储存元件1210、1220、1230、1240上的线材3000从储存元件1210、1220、1230、1240经由挡板1122的引导槽1121引导到转向辊1111上。位于卷绕平面4100中的线段3100然后围绕转向辊1111被引导至环形芯2000，并围绕环形芯2000卷绕。位于卷绕平面4100内的线段3100卷绕环形芯2000之后，位于卷绕平面4100内且尚未被卷绕的线段3100然后经由转向辊1111通过引导槽1121被再次引导回存储平面4200内的多个存储元件1210、1220、1230、1240上。随着线材3000在环形芯2000上的继续卷绕，线材3000的数量减少，即位于卷绕平面4100中的线段3100和位于存储平面4200中的线段3200被引导穿过环形芯2000。结果，特别地，环形芯2000也可以被卷绕，其剩余孔径(随着卷绕的进行，其上卷绕有线层的卷绕环形芯2000的内径)在卷绕过程中变小。

位于存储平面4200中的尚未卷绕的线段3200通过压靠多个存储元件1210、1220、1230、1240中的至少一个，由至少一个线制动器1510、1520、1530、1540间隔制动，因此在操作期间保持张紧。根据一个实施例，多个存储元件1210、1220、1230、1240被设置为辊，其与至少一个线制动器1510、1520、1530、1540相互作用地间隔旋转驱动。在一个优选实施例中，存储元件1210、1220、1230、1240存储在背离针辊1100的一侧，并被周围区域包围。此外，在一个优选实施例中，在存储元件1210、1220、1230、1240面向针辊1100的一侧上设置设备，该设备用于避免存储平面4200中存在的线段3200在卷绕过程中从存储元件1210、1220、1230、1240不期望地掉落。这些设备优选地是如图2所示的圆周倒角边缘1211、1221、1231、1241。如图3所示，在针辊1100的圆周路径的一个区域内，针辊1100已经在旋转一周内经过转向辊1111，以及线段3100存在于卷绕平面4100内，存在于存储平面4200内的线段3200在针辊1100的旋转方向上被辊驱动，且由至少一个线制动器1510、1520、1530、1540制动。在针辊1100的圆周路径的一个区域内，针辊1100在旋转一周内还没有经过具有存在于卷绕平面4100中的线段3100的转向辊1111，存在于存储平面4200内的线段3200在针辊1100的旋转方向上不被辊驱动，且由至少一个线制动器1510、1520、1530、1540制动。因此，线材3000上的负载可以保持恒定，并降低了撕裂的风险。此外，这也防止了线材3000在卷绕期间在系统中松散地移动，从而可以提高卷绕的质量。

根据一个实施例，可参照图4至图6对在不使用储料盒的情况下卷绕环形芯2000的方法6000进行如下描述。环形芯2000被保持在环形芯保持元件中，并在卷绕期间旋转。接下来，线端3300被引导出线存储，围绕转向辊1111，并经过环形芯2000，如图4和5所示。引导经过环形芯2000的线端3300是固定的(表示为十字形)，以及针辊1100围绕环形芯2000卷绕第一绕组。现在，第一绕组在进一步卷绕期间固定线材3000，以及针辊1100可以在没有外部固定的情况下卷绕更多圈。随后，预定长度的线材3000从线存储被带入到装置1000。因此，如图5所示，来自线存储的预定长度的线材3000同时卷绕通过并围绕环形芯2000，并储存在储存元件1210、1220、1230、1240上。当预定长度的线材3000被存储在位于存储平面4200中的存储元件1210、1220、1230、1240上时，线材3000被完全带入装置1000中。当预定长度的线材3000已经被引导出线存储，并被储存在储存元件1210、1220、1230、1240上时，线材3000与线存储分离，并因此不再从线存储引导线材3000，以及位于卷绕平面4100中的线段3100被进一步卷绕穿过并围绕环形芯2000，如图3所示。结果，不能卷绕到环形芯2000上的任何数量的剩余线被最小化，并因此环形芯2000的自动卷绕没有储料盒是可能的。

图6显示了根据本发明的一个实施例，在不使用储料盒的情况下的卷绕环形芯的方法的流程图6000。根据步骤6100，在卷绕过程中，存储在多个存储元件1210、1220、1230、1240上的线的位于存储平面4200中的线段3200，该线段3200从存储元件1210、1220、1230、1240经由挡板1122的引导槽1121被引导到转向辊1111上。在这种情况下，转向辊1111优选设置在卷绕平面4100中，基本平行于存储平面4200设置。根据另一步骤6200，位于卷绕平面4100中的线段3100围绕转向辊1111被引导至环形芯2000。根据第三步骤6300，环形芯2000与位于卷绕平面4100中的线段3100卷绕。在这种情况下，环形芯2000由环形芯保持元件保持，并在卷绕过程中旋转。根据另一步骤6400，位于卷绕平面4100中的并未被卷绕的线段3100然后经由转向辊1111通过引导槽1121被再次引导回到存储平面4200中的多个储存元件1210、1220、1230、1240上。

在本发明的意义上，术语环形芯还包括管状芯或具有特殊开口几何形状的芯，并尤其是指具有内径较小的环形芯或具有倾斜开口几何形状的芯，以及管状芯，由于其尺寸原因，无法使用传统的环形芯卷绕装置进行卷绕，因为由于储料盒所需的空间，储料盒无法通过环形芯开口进行引导。然而，这里描述的实施例也同样非常适合于卷绕其他环形芯或具有其他开口的芯，以及具有更大内径的芯，并允许简单和方便地卷绕。

在本发明的含义中，术语“线”还包括所有其他材料，根据本发明，以合理的方式使用这些材料卷绕环形芯或类似物体。

本领域技术人员可从本文所述的示例性实施例中获得更多有利实施例和衍生，并将其理解为属于本发明。

Claims (13)

1.用线材卷绕环形芯的具有环形芯保持元件的装置，所述环形芯能够在所述环形芯保持元件中被引导，所述线材包括多段线段，以及所述装置还包括：

基本上圆形的针辊，设置为基本上平行于所述线材，并安装为可旋转地移动，以及所述针辊能够相对于所述环形芯保持元件定位，使得所述针辊在操作期间将位于卷绕平面中的线段穿过并围绕在环形芯保持元件中被引导的环形芯卷绕，其中，所述针辊还包括：

转向辊，可旋转地安装在所述针辊处的卷绕平面中的第一凹部中，并被设置为在操作期间将位于所述卷绕平面中的线段穿过并围绕所述环形芯卷绕；以及

挡板，设置在卷绕平面中的第二凹部中，与所述针辊处的第一凹部相邻，并设置为在操作期间在所述卷绕平面和基本平行于所述卷绕平面设置的存储平面之间经由引导槽引导待卷绕的线材，

以及所述装置还包括：

设置在所述存储平面中的多个存储元件，所述存储元件以固定的和可旋转的方式安装，并被设置为存储位于所述存储平面中的线段。

2.根据权利要求1所述的卷绕环形芯的装置，其中，一中断部在一个区域中中断针辊的基本圆形形状，使得所述针辊能够定位在为所述环形芯的卷绕而提供的位置中，以及其中所述针辊被设置成使得所述针辊能够旋转穿过所述环形芯。

3.根据在先权利要求中任意一项所述的卷绕环形芯的装置，其中，所述针辊包括齿形轮缘，所述齿形轮缘设置在与卷绕平面基本平行设置的驱动平面中，并被设置为驱动所述针辊旋转。

4.根据在先权利要求中任意一项所述的卷绕环形芯的装置，其中，所述针辊被设置为在操作期间卷绕位于所述卷绕平面中的线段，同时穿过并围绕在所述环形芯保持元件中被引导的环形芯，并将位于所述存储平面中的线段存储到所述多个存储元件上。

5.根据在先权利要求中任意一项所述的卷绕环形芯的装置，其中，所述转向辊被设置为将位于所述卷绕平面中的线段居中地穿过并围绕所述环形芯卷绕。

6.根据在先权利要求中任意一项所述的卷绕环形芯的装置，还包括至少一个线制动器，其中所述至少一个线制动器被设置为由间隔按压所述多个存储元件中的至少一个来制动位于所述存储平面中的线段，并在操作期间保持所述线张紧。

7.根据权利要求6所述的卷绕环形芯的装置，其中，所述多个存储元件是辊，所述辊在与所述至少一个线制动器相互作用，间隔布置，并被驱动旋转。

8.一种用包括多线段的线材卷绕环形芯的方法，所述环形芯能够在环形芯保持元件中被引导，其中，所述方法包括穿过所述环形芯旋转包括挡板和转向辊的针辊，所述方法包括以下步骤：

a.将储存在多个储存元件上的线材的位于存储平面中的线段，从设置在所述存储平面中的储存元件经由所述挡板的引导槽引导到所述转向辊上，所述转向辊设置在基本平行于所述存储平面设置的卷绕平面中，

b.将位于围绕所述转向辊的卷绕平面中的线段引导到所述环形芯；

c.用位于所述卷绕平面中的线段卷绕所述环形芯；以及

d.经由所述转向辊将位于所述卷绕平面中的尚未卷绕的线段引导返回穿过所述引导槽，并引导到所述存储平面中的多个储存元件上。

9.根据权利要求8所述的卷绕环形芯的方法，其中，在操作期间，在所述环形芯保持元件中被引导的环形芯垂直于所述针辊的旋转而旋转。

10.根据权利要求8或9中任一项所述的卷绕环形芯的方法，其中，所述存储元件上的线材由至少一个线制动器间隔地张紧。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的卷绕环形芯的方法，其中，所述方法通过利用根据权利要求1至7中任一项所述的卷绕环形芯的装置来执行。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的卷绕环形芯的方法，其中，在所述方法开始时，位于所述卷绕平面中的线段同时卷绕通过并围绕所述环形芯，以及所需的线材量存储在所述存储平面中的多个存储元件上。

13.根据在先权利要求中任一项所述的卷绕环形芯的方法，其中，重复进行步骤a至d，以便将期望数量的线材绕组卷绕到所述环形芯上。

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