FI64115C - Lindningsmaskin foer extra tunn metalltraod - Google Patents

Description

[Väärti [B] KUULUTUSJULKAISU . .

Mä 1 J ' 1 UTLÄGGNINGSSKRIFT 641 I O

C (45) iutn. lii w./ 10 10 1923 ^ ^ (51) Kv.ik?/int.ci.^ B 65 H 59/38 SUOMI—FINLAND (*) Patenttihakemus — Paten tanaöknlng 790803 (22) Hakemlspllvä— Ansöknlngsdag 08.03-79 (23) Alkupilvi — Glltlgheudag 08.03.79 (41) Tullut |ulklsektl — Blivlt offentlig 09-09.80

Patentti-ja rekisterihallitut u.l« .l . , , ,, * (44) NIhtivlkslpanon ja kuuLJulkalsun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen Anaökan utlagd och utl.skrlften publlcerad 30.06.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet (71)(72) Vambola Iokhannovich Roose, ulitsa Ryannaku 3, kv.

Tallin, USSR(SU) (74) Oy Kolster Ab (54) Erittäin ohuen metallilangan käämintäkone - Lindningsmaskin för extra tunn metalltrad

Esillä oleva keksintö koskee käämintäkoneita ja erityisesti erittäin ohuen metallilangan käämintäkoneita.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää erittäin ohuiden, poikkimitaltaan alle 50 mikrometriä olevien lankamaisten materiaalien käämimiseen. Keksintö soveltuu mitä edullisimmin lankavastus-ten valmistamiseen ja kelojen käämimiseen erittäin ohuista eristetyistä langoista, johtimista, joilla on mikrometrisuuruusluokkaa oleva poikkimitta - halkaisija.

Elektroniikkateollisuudessa käytetään nykyisin laajalti erittäin ohuita, halkaisijaltaan alle 50 mikrometrin eristettyjä lankoja lankavastuksien ja erilaisten kelojen valmistamiseen. Näillä langoilla on tunnetusti 50 g:n ja pienempääkin suuruusluokkaa oleva murtojännitys. Lankamateriaalin fysikaalisten parametrien stabiilius on kuitenkin ennen murtojännitystä (murtolujuutta) se seikka, joka hyvin usein vaatii langan äärimmäisen pienen jännityksen sitä käämittäessä. Sen vuoksi erittäin ohuiden, halkaisijaltaan mikrometri- 2 64115 luokkaa olevien metallilankojen käämimiseen käytettävien koneiden täytyy täyttää erikoisia vaatimuksia. Koneen on liikutettava lankaa tasaisesti ilman nykäyksiä. Lankavastuksien ja erilaisten kelojen valmistuksessa täytyy usein muuttaa langan käämintäsuuntaa. On ilmeistä, että tässä tapauksessa koneessa on oltava elimiä syöttö- ja vastaanottokelojen ja näihin liitettyjen komponenttien pyörittämiseksi, joilla on minimaalinen inertia eli hitaus. Kun lankaa käämitään, sen jännityksen vaihteluja ei voida välttää ja siksi koneen tulee ylläpitää olennaisen vakio jännitysarvo. Yksinkertainen rakenne sekä luotettavuus, pitkäikäisyys ja käytön yksinkertaisuus ovat myös tärkeitä vaatimuksia, jotka jokaisen koneen tulisi täyttää, jota käytetään halkaisijaltaan mikrometriluokkaan kuuluvien metalli-lankojen käämimiseen.

Tyypillinen piirre monissa tunnetuissa koneissa, joita käytetään erittäin ohuiden, mainittua suuruusluokkaa olevien metallilankojen käämimiseen, on, että ne ovat periaatteessa samanlaisia kuin paksujen metallilankojen käämintäkone. Niinpä näiden koneiden toi-mintalohkokaavio on sama ja niissä on ensiöpyörityselin, joka on kytketty koneen kaikkiin muihin liikkuviin osiin erilaisilla mekaanisilla vaihteistotyypeillä.

Halkaisijaltaan mikrometriluokkaan kuuluvien metallilankojen kääminnässä vaaditut pienet jännitykset ovat johtaneet käämintäko-neiden kokonaismittojen pienentämiseen, mutta ne ovat kuitenkin pysyneet puhtaasti mekaanisina. Erityisesti on tunnettu halkaisijaltaan mikrometriluokkaisten eristettyjen metallilankojen, johtimien, käämintäkone (ks. neuvostoliittolaista keksijäin sertifikaattia n:o 550 685), joka käsittää vastaanottorummun, joka on kytketty käyttöön luistokytkimellä, johon vaikuttaa jousikuormitteinen vipu, johon on mekaanisesti liitetty ohjausrulla. Koneessa on lisäksi kannatin ja planeettapyörä, joka on tehty satelliitiksi ja hammastetuksi pyöräksi. Ohjausrulla on sama-akselisesti kiinnitetty satelliitin akselille. Kannattimen toinen pää on kiinnitetty satelliitin akselille ja toinen hammaspyörän akselille.

Ohjausrullan yllä mainittu mekaaninen kytkentä vipuun on toteutettu kannattimella ja tangolla.

Kääminnän alaisena olevan langan kaikenlainen jännityksen vaihtelu häiritsee ohjausrullaan vaikuttavien voimien tasapainoa saattaen rullan siirtymään yhdessä satelliitin kanssa jompaankumpaan l· 3 64115 suuntaan resultanssivoimasta riippuen. Kannatin vaikuttaa silloin tangon kautta vipuun ja tämä vuorostaan kytkimeen. Kytkimen luisto joko lisääntyy tai vähentyy ohjausrullan poikkeamissuunnasta riippuen suurentaen tai pienentäen vastaanottorununun nopeutta ja vastaavasti langan jännitystä.

Luistokytkimeen kytketyllä vastaanottorumnulla ja planeetta-pyörän satelliittiin nivelteisesti liitetyllä ohjausrullalla on suuri hitaus, joka vaikuttaa haitallisesti kääminnän alaisena olevan langan määrätyn jännityksen ylläpidon tarkkuuteen. Luistokytkin, jota ohjausrulla ohjaa kannattimen, tangon ja vivun kautta, ei kykene saamaan aikaan vastaanottorummun nopeuden tasaista muutosta, kun kääminnän alaisena olevan langan jännitystä muutetaan, ts. nykäyksiä ei voida välttää. Lisäksi tällainen mekaanisesti monimutkainen ja pitkä takaisinkytkentäsilmukka ei kykene nopeasti ja tarkasti palauttamaan lankaa määrättyyn jännitykseen sen sattuessa muuttumaan. Kuten yllä mainittiin, erittäin ohuiden, halkaisijaltaan mikrometriluokkaa olevien lankojen jännitys vaihtelee käämintäpro-sessissa gramman murto-osista useihin kymmeniin grammoihin. Nämä seikat osoittavat selvästi, että kone ei kykene tarkoin ylläpitämään käämittävää lankaa määrätyssä jännityksessä. Lisäksi on huomautettava, että kone on mekaanisesti monimutkainen ja siitä syystä epäluotettava käytössä.

Esillä olevan keksinnön prototyyppi on jännitysstabilointi-laite metallilankojen käämintään (ks. neuvostoliittolaista keksijäin sertifikaattia 398 U84), joka osittain poistaa yllä kuvattua konetta vaivaavat haitat. Laitteessa on karoja, joiden varaan on kiinnitetty syöttökela ja vastaanottokela, elin karojen pyörittämiseksi ja kääminnän alaisena olevan langan jännityksen tuntoelin, jonka lähtö on sähkömekaanisesti kytketty karojen pyörityselimeen. Karojen pyörityselimessä on sähkömoottori, kytkentä, joka kytkee sähkö-moottorin karaan, jonka varaan syöttökela on kiinnitetty, ja sähkömagneettinen kytkin, joka kytkee saman sähkömoottorin karaan, jonka varaan on vastaanottokela kiinnitetty. Käämintälangan jännityksen tuntoelin pohjautuu jousidynamometrin periaatteeseen, jolloin sen vipu ohjaa sähköisiä koskettimia, jotka on liitetty servomoottoriin, jonka akseli on kytketty säästömuuntajän liukuun sähkömagneettisen kytkimen jännitteen muuttamiseksi. Jännitystuntoelimen vivun ohjaamat sähköiset koskettimet, servomoottori ja säästömuuntaja muodostavat sähkömekaanisen takaisinkytkentäsilmukan.

641 1 5

Kun käämittävän langan jännitys poikkeaa jompaankumpaan suuntaan määrätystä jännityksestä, jännitystuntoelimen vipu siirtyy pois neutraaliasennostaan ja sulkee vastaavan koskettimen. Servomoottorin akselin pyörimissuunnasta riippuen säästömuuntajan liuku (liuku-kosketin) , joka on siihen kytketty, siirtyy jompaankumpaan suuntaan aiheuttaen sähkömagneettikytkimeen syötetyn jännitteen lisäyksen tai vähennyksen, mistä seuraa vastaanottokelan pyörimisnopeuden lisäys tai vähennys ja siten langan jännityksen lisäys tai vähennys. Tästä taasen seuraa jännitystuntoelimen vivun palautuminen neutraa-liasentoonsa.

Tämä laite ylläpitää kääminnän alaisena olevan langan määrätyn jännityksen tarkemmin kuin edellä kuvattu laite siinä käytetyn sähkömekaanisen takaisinkytkentäsilmukan johdosta. Lisäksi tämä laite on mekaanisesti yksinkertaisempi. Kuitenkin olisi pantava merkille seuraava. Vastaanottokelalla, joka on karan kautta jäykästi liitetty sähkömagneettisen kytkimen ulosottoakseliin, ja syöttökela, joka on karan ja kytkennän kautta jäykästi kytketty käyttävän sähkö-moottorin akseliin, on melkoinen hitaus. Sähkömagneettinen takaisinkytkentä ei tehokkaasti toimi hitausvoimia vastaan, jotka syntyvät vastaanottokelan ja syöttökelan nopeuksia muutettaessa. Sähkö-magneettikytkimen toimintahan tunnetusti perustuu raagneettinapojen keskinäisvaikutukseen. Pyörimisliikkeen tasainen siirto on mahdotonta silloin, kun sähkömagneettisen kytkimen ulosottoakselin pyö-rinnän hitausvoima on yhtä suuri tai pienempi kuin kytkimen mag-neettinanojen keskinäinen vaikutusvoima. Tämän johdosta vastaanotto-kela pyörii nykäyksittään alhaisissa käämintänopeuksissa. Jäänitys-tuntoelimen kytkentä vastaanottokelan käyttöön aiheuttaa langan löystymisen, kun vastaanottokelan nopeutta vähennetään suurissa kää-mintänopeuksissa. Mekaaninen kytkentäosa, joka käsittää servomoottorin akselin ja säästömuuntajan liukuelimen ja joka on sisällytetty takaisinkytkentäsilmukkaan, hidastaa tämän toimintaa verrattuna puhtaasti sähköisten takaisinkytkentäsilmukoiden toimintaan.

Kaikki, tämä loppujen lopuksi vähentää kääminnän alaisena olevan langan määrätyn jännityksen ylläpitotarkkuutta.

Lisäksi tämä laite on rakenteeltaan melko monimutkainen.

Esillä olevan keksinnön päätavoitteena on saada aikaan erittäin ohuen metallilangan käämintäkone, jossa karanpyörityselin ja tähän kytketty langan jännityksen tuntoelin takaavat kääminnän alai- 5 sena olevan langan määrätyn jännityksen hyvin tarkan ylläpidon laajalla käämintänopeusalueella.

Tähän päätavoitteeseen tähdäten ehdotetaan erittäin ohuen me-tallilangan käämintäkonetta, jossa on karoja, syöttö- ja vastaanot-tokela, jotka on kiinnitetty näille karoille, laite karojen pyörittämiseksi ja kääminnän alaisena olevan langan jännityksen tuntoelin, tunnettu siitä, että karoja pyörittävä laite on tehty erillisiksi käytöiksi, joissa kummassakin on magneettisesti pehmeää ainetta oleva kuori, joka on jäykästi kiinnitetty karaan, ja käämi pyörivän magneettikentän synnyttämiseksi kuoren ympärille, jolloin kääminnän alaisena olevan langan jännityksen tuntoelimen lähtö on sähköisesti kytketty syöttökelaa kiinteästi kannattavan karan käyttöön.

Näille karoille kiinnitetyille keloille saadaan pieni hitaus sen johdosta, että nämä karat on kytketty suoraan erillisiin käyttöihin ilman minkäänlaisia välikytkentöjä. Käyttöjen tämä rakenne antaa karoille täysin tasaisen pyörinnän koko mahdollisen no-peusalueen jokaisessa nopeudessa. Jännityksen tuntoelimen ulostulon kytkentä syöttökelan karan käyttöön estää kääminnän alaisena olevan langan löystymisen, kun vastaanottokelan pyörimisnopeutta vähennetään. Saatu sähköinen kytkentä takaa vastaanottokelan käytön nopeutta säätävän systeemin nopeimman reagoinnin kääminnän alaisena olevan langan jännitykseen jokaiseen muutokseen. Tästä kaikesta on tuloksena määrätyn jännityksen suuritarkkuuksinen ylläpito.

On edullista tehdä käyttökarojen kuoret ontoiksi lieriöiksi.

Tämä konstruktiomuoto vähentää käyttöjen hitauden minimiin.

Keksintöä selitetään lähemmin sen erityisen suoritusmuodon osalta viitaten oheiseen piirustukseen, joka esittää kaaviollisesti keksinnön mukaisen käämintäkoneen erittäin ohuiden metallilankojen käämimiseksi.

Tässä käämintäkoneessa, joka on tarkoitettu halkaisijaltaan mikrometrisuuruusluokkaa olevien lankojen käämimiseen, on karoja 1, syöttökela 2 ja vastaanottokela 3, jotka on kiinnitetty näille karoille, laite karojen 1 pyörittämiseksi ja kääminnän alaisena olevan langan 5 jännityksen tuntoelin 4. Karojen 1 pyörityslaite on tehty erillisiksi käytöiksi 6, joissa kummassakin on pehmeää magneettista ainetta oleva kuori 7, joka on jäykästi kiinnitetty karalle 1, ja käämi 8 pyörivän magneettikentän synnyttämiseksi kuoren 7 ympärille. Kuoret 7 on tehty ontoiksi lieriöiksi, minkä johdosta 6 641 1 5 käytöillä 6 on pieni hitaus. Kääminnän alaisena olevan langan 5 jännityksen tuntoelimessä 4· on vaappuvarsi 9, rulla 10 ja säätövastus 11, joka on takaisinkytkentävahvistimen 12 ja säästömuuntajan 13 kautta liitetty syöttökelan 2 käytön 6 käämiin 8. Langan 5 käämin-täsuunnan muuttamisen mahdollistamiseksi koneeseen on järjestetty toinen takaisinkytkentävahvistin 14, joka on toisen säästömuuntajan 13 kautta liitetty vastaanottokelan 3 käytön käämiin 8. Vastakkaissuuntaisen käämimisen mahdollistamiseksi on jännityksen tuntoelimen 4 säätövastus 11 kytkettävä vahvistimeen 14. Säätövastuksen 11 vaih-tokytkemiseksi vahvistimesta 12 vahvistimeen 14 on järjestetty kytkin 15. Energiaa syötetään käyttöjen 6 käämeihin 8 muuntajalla 16, joka on liitetty takaisinkytkentävahvistimiin 12 ja 14. Kytkimiä 17 käytetään käyttöjen 6 pyörimissuunnan muuttamiseen.

Kone toimii seuraavasti. Syöttökela 2 ja vastaanottokela 3 kiinnitetään karoille 1. Syöttökelan 3 lanka 5 viedään jännityksen tuntoelimen 4 rullan 10 ympäri ja kiinnitetään vastaanottokelaan 3. Langalle 5 saadaan haluttu jännitys vastaanottokelan 3 ja syöttökelan vääntömomenttieron johdosta. Tämä ero saadaan syöttämällä sopivat jännitteet säästömuuntajista 13 käyttöjen 6 käämeihin 8. Kun jännitteet syötetään käyttöjen 6 käämeihin 8, näiden ympärille kehittyy pyörivä magneettikenttä, joka saa aikaan vastaavan käytön 6 kuoren 7, joka on tehty magneettisesti pehmeästä aineesta ja jossa ei ole uria eikä käämejä, pyörinnän alkamisen. Kuoret 7 pyörivät olennaisen tasaisesti joka nopeudessa. Käyttöjen 6 tämän ominaisuuden johdosta ne erottuvat edukseen muista sähkömoottoreista, joiden roottorit pyörivät nykäyksittään alhaisissa nopeuksissa. Vastaanot-tokela 3 ja syöttökela 2 on kiinnitetty karoille 1, joita niille kiinnitetyt ja ontoiksi lieriöiksi tehdyt kuoret 7 käyttävät, joilla on hyvin pieni hitaus, mikä on edullista langan 5 määrätyn jännityksen tarkaksi ylläpitämiseksi. Vastaanottokelan 3 ja syöttökelan 2 halkaisijan muuttuminen kääminnän aikana muuttaa langan 5 jännitystä. Tämän johdosta jännityksen tuntoelimen 4 vaappuvarsi 9 kääntyy ja muuttaa säätövastuksen 11 resistanssia, joka vastus on takaisinkytkentävahvistimen 12 ja säästömuuntajan 13 kautta kytketty syöttökelan 2 käyttöön 6, aiheuttaen siten vastaavan muutoksen langan 4 nopeudessa ja sen palautumisen määrättyyn jännitykseen. Puhtaasti sähköinen takaisinkytkentä, joka liittää jännityksen tuntoelimen 4 ja käytön 6 toisiinsa, toimii hyvin nopeasti, mikä edesauttaa määrä- I; 7 64115 tyn jännityksen tarkkaa ylläpitoa. Jännityksen tuntoelimen 4 kytkentä syöttökelan 2 käyttöön 6 ehkäisee langan 5 notkoutumisen eli löystymisen, kun vastaanottokelan 3 pyörimisnopeutta vähennetään.

Käämintäsuunnan vaihto, joka on tarpeen esim. vastuksia käämittäessä, suoritetaan muuttamalla vastaanottokelan 3 pyörimissuunta vastaavan kytkimen 17 avulla, jolla vaihtokytketään tämän kelan käytön 6 käämi 8. Syöttökelan 2 pyörimissuunta pysyy muuttumattomana .

Jos halutaan käämiä lankaa 5 päinvastaiseen suuntaan, siis kelalta 3 kelalle 2, tuntoelimen 4 säätövastus * 1 kytketään takai-sinkytkentävahvistimesta 12 takaisinkytkentävahvistimeen 14 kytkimen 15 avulla, samalla kun käyttöjen δ käämien 8 kytkimien 17 asennot muutetaan.

Koneessa ovat mahdollisia vastaanottokelan 3 jr syöttökelan 2 käyttöjen 6 seuraavat toimintatavat langalle 5 halutusta jännityksestä riippuen.

I. Kelojen 2 ja 3 käytöt 6 kytketään pyörimään vastakkaisiin suuntiin, jolloin vastaanottokelan 3 käytön 6 momentti melkoisesti ylittää syöttökelan 2 käytön 6 momentin. Jos keloja 2 ja 3 ei olisi kytketty toisiinsa langalla 5, ne pyörisivät vastakkaisiin suuntiin. Kun lanka 4 liittää kelat 2 ja 3 toisiinsa, nämä pyörivät vastaanottokelan 2 käytön 6 pyörimissuuntaan, jolloin kelan 2 käyttö 6 toimii tässä tapauksessa kuin sähkömagneettinen jarru, minkä johdosta langan 5 jännitys on yhtä suuri kuin vastaanottokelan 3 käytön 6 momentin ja syöttökelan 2 käytön 6 momentin välinen erotus. Langan 5 jännitystä voidaan suuresti muutella muuttamalla syöttökelan 2 käytön 6 käämin 8 jännitettä.

Käyttöjen 6 tällä ohjaustavalla voidaan päästä jännityksiin gramman murto-osista langan 5 murtojännitykseen.

II. Vastaanottokelan 3 ja syöttökelan 2 käytöt 6 kytketään pyörimään samaan suuntaan, mutta eri pyörimisnopeuksilla, jolloin vastaanottokelan 3 käytön 6 pyörimisnopeus on suurempi kuin syöttö-kelan 2 käytön 6. Tässä tapauksessa syöttökelan 2 käyttö 6 jarruttaa vastaanottokelan 3 käyttöä 6 aiheuttaen lankaan 5 jännityksen, jota voidaan muuttaa muuttamalla syöttökelan 2 käytön 6 käämiin 8 syötettyä jännitettä.

Käyttöjen 6 tällä ohjaustavalla voidaan päästä jännityksiin, jotka ovat muutamien kymmenien milligrammojen suuruusluokkaa ja siitä allekin.

Claims (2)

1. 64115 8 III. Vastaanottokelan 3 ja syöttökelan 2 käytöt 6 kytketään pyörimään samaan suuntaan samalla nopeudella, jolloin langan S jännitys on yhtä suuri kuin jännityksen tuntoelimen 4 rullan 10 akselin kitkavoima ja vastaa mg:n murto-osia. Vaikkakin tässä on esitetty ja kuvattu keksinnön erityinen suoritusmuoto, on selvää, että alan ammattimiehet voivat tehdä siinä monia muutoksia eikä sen vuoksi keksintöä ole tarkoitus rajoittaa kuvattuun suoritusmuotoon tai sen osiin, koska siitä voidaan poik-keilla seuraavissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön ajatuksessa ja suoja-alassa kuitenkin pysyen. Esillä oleva keksinkö saa siis aikaan kääminnän alaisena olevan langan määrätyn jännityksen erittäin tarkan ylläpidon. Koneella voidaan käämiä tai kelata lankaa tämän jännityksen ollessa mg:n murto-osista langan murtojännitykseen (murtolujuuteen). Tämän ominaisuuden johdosta konetta voidaan käyttää vaikka kuinka ohuen metalli-langan käämimiseen. Konetta ei voida käyttää yksistään erittäin ohuiden, halkaisijaltaan mikrometriluokkaistan metalli lankojen, vaan myös paksumpien metallilankojen, eikä vain metallilankojen, vaan myös muiden lankamaisten materiaalien käämimiseen nopeuksilla 10-15 ... 2 300 - 2 500 r/min. Se on rakenteeltaan yksinkertainen, koostuu yhdistetyistä toimikokonaisuuksista ja on hyvin yksinkertainen ja luotettava käytössä.
2. 1. Erittäin ohuen metallilangan käämintäkone, jossa on karoja, syöttö- ja vastaanottokela, jotka on kiinnitetty näille karoille, laite karojen pyörittämiseksi ja kääminnän alaisena olevan langan jännityksen tuntoelin, tunnettu siitä, että karoja (1) pyörittävä laite on tehty erillisiksi käytöiksi (6), joissa kummassakin on magneettisesti pehmeää ainetta oleva, jäykästi karalle (1) kiinnitetty kuori (7) ja käämi (8) pyörivän magneettikentän synnyttämiseksi kuoren (7) ympärille, jolloin langan (5) jännityksen tuntoelimen (n) lähtö on sähköisesti kytketty syöttökelaa (2) kiinteästi kannat tavan karan (1) käyttöön (Π). 7. !'a ten t t; i van t imuksen 1 mukainen V ä äm i. n t äkone , t u n -n e t t u siitä, että karojen (1) käyttöjen (8) kuorot (7) on tehty ontoiksi lieriöiksi. li