[发明专利]用于缠绕线圈的装置和方法

说明书

一种用于缠绕丝状材料的装置，包括可绕主轴旋转轴线旋转的心轴和相对于主轴轴线在一定距离处往复运动的导线器，从而以8字形线圈配置缠绕丝状材料，其中放线孔从线圈的内绕组径向延伸到外绕组。该装置包括测量设备和控制器，测量设备用于在线圈缠绕在心轴上时测量线圈的直径，控制器用于基于测量的线圈直径控制导线器相对于心轴旋转的往复移动。测量设备可以包括第一传感器和第二传感器，第一传感器被配置为测量围绕心轴缠绕的丝状材料的长度，第二传感器被配置为在围绕所述心轴缠绕所述长度的丝状材料期间测量所述心轴的角位移。

技术领域

本申请涉及用于缠绕线圈的装置和方法。更具体地，本申请涉及一种用于控制线圈绕组参数的装置和方法。

背景技术

授予Taylor的美国专利#2,634,922描述了以8字形图案围绕心轴缠绕柔性线、线缆或丝状材料，从而获得丝状材料包装，该包装具有围绕中心核心空间的多层。通过旋转心轴并通过可控地移动相对于心轴侧向引导线的导线器，8字形图案的层设置有对准孔(累积为“放线孔”)，使得柔性材料的内端可以通过放线孔被拉出。当以这种方式缠绕线的包装时，线可以通过放线孔退绕，而不旋转该包装，不将旋转（即扭转)施加于围绕其轴线的线中，并且也不扭结。这向线的使用者提供了一个较大的优点。以这种方式缠绕并且从内向外分配而没有扭转、缠结、绊住或超限的线圈在本领域中被称为REELEX(Reelex PackagingSolutions, Inc.的商标)型线圈。REELEX型线圈被缠绕以形成大体上较短的中空圆柱体，其中径向开口形成在圆柱体的中部中的一个位置处。放线管可位于径向开口中，且构成线圈的线的端部可通过放线管给送以易于分配线。

美国专利5,470,026描述了一种具有放线孔的线圈，该放线孔在第一层中具有较大的角度开口，并且在围绕内层缠绕的层中角度大小减小，并且还描述了在线圈缠绕期间由于线圈层的自然转移而导致的放线孔角度的校正。角度大小的减小控制称为“孔锥度”的参数，而放线孔角度的校正控制称为“孔转移”的参数。以前，孔锥度和孔转移是根据线圈缠绕时线圈的预测直径计算的。线圈的假设或预测直径基于计数铺设在缠绕心轴上的线层数，并将该数乘以线的直径，以下称为“每层”方法或方案。

美国专利7,249,726描述了称为“密度”的另一个线圈绕组参数。Reelex线圈是通过使用称为“增益”或“导线器速度偏移”或“速度偏移”的线圈参数围绕线圈圆周径向放置多个8字形来生产的。例如，如果使用速度偏移来生产线圈，该速度偏移将8字形分开30°，那么这些8字形将在直径为8英寸的心轴上分开2.094英寸，并且当线圈直径达到16英寸时，分开4.188英寸。结果，在线圈的外(相对于线圈中心在径向上)层中，线圈的“密度”就8字形数量而言较低。密度参数已经被用来控制(即，减少)缠绕线圈的每一层之后的速度偏移，使得随着线圈层数的增加，可形成8字形数量增加的线圈。结果，随着线圈层计数的增加，8字形之间的角度空间减小，第一层之后的层密度增加。

当使用将丝状材料缠绕成线圈的现有方法时，参数即孔转移、孔锥度、密度和导线器速度偏移中的每一个相互作用。众所周知，在缠绕线圈的每一层之后，调整孔转移、密度和孔锥度参数，以获得具有直径相对均匀的相对直(径向)放线孔的相对紧凑的线圈。对每一层的孔转移、密度和孔锥度参数进行的调整量是基于预测线圈直径，预测线圈直径是基于被缠绕的丝状材料的直径和线圈中的层数。

发明内容

本发明内容提供成介绍一组下文在详细描述中进一步描述的构想。此发明内容不旨在确定要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制要求保护的主题的范围的辅助。

线圈直径的实际测量值是在线圈缠绕过程中得出并跟踪的。线圈直径的实际测量值可以与线圈直径、速度偏移、孔转移、密度和孔锥度之间的现有函数关系一起使用，以控制线圈的缠绕。然而，通过测量缠绕过程中任何点的实际线圈直径，其他缠绕参数的确定不会像使用线圈直径预测值时那样受到共同影响。因此，通过测量线圈的实际直径，可以独立地改变每个缠绕参数，以实现特定的线圈配置。