专利名称：线圈更换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种更换在绕线机上的线圈的装置，该绕线机在其基本上垂直的轴上容纳一个线圈。
这里所讨论的绕线机被用来对各种条形材料加以缠绕或加以展开。条形材料特别是指线材，线束、绞合线成品，而且这些产品可以是外包皮的，或是没有包皮的，玻璃纤维和诸如此类的材料。
条形材料被制造出来后，一般经过继续加工或处理过程缠绕在线轴上或从线轴上放线，线轴大部分是由金属制成。由于持续的增长的线材生产速度和线材处理设备，特别是对于大直径线轴上，这些线轴的卷取时间和拆卷时间变得越来越短。因此在一这样的设备中要求有经济合理的运行过程，将已卷好的或拆空的线轴很快地换成空轴或满轴。
德国专利文献P3137990C2公开了一种可移动的自动线圈更换装置，能在具有垂直的线圈轴的绕线管上实现线圈更换。这种公知的线圈更换装置包括一个在中心的可转动安置的托架，在托架上的每个端部均能挂住一个线圈。该托架还包括使其端部上所挂的线圈旋转的一些装置。为了在一个缠绕线的线轴上实现线圈更换，所述线圈更换装置朝该线轴运动，这时在托架的一侧装有一个空线轴，它以与套有卷成的线圈的线轴同样的转速旋转。该线圈更换装置进入线轴所在位置，并且与在线轴上已有的最大程度的满绕线圈相接触，从而使这个线圈的操作运行转而随着线圈更换装置进行。托架旋转180°，同时线材被切断，并且粘落在卷成的线圈上。一旦该空线轴已经占据了在线轴上满轴线圈的位置，则在该线轴中接入的线材将重新开始在线轴上的继续缠绕过程。
尽管这种线圈更换装置的工作是令人满意的，但是由于持续增高的生产速度，必然带来一些问题。现有的这种线圈更换装置，为了在线圈更换要求信号发生后通过一个线轴被带入一合适的位置上需要花一定的时间。然后还需花费一定时间，直到该线圈更换装置将卷好的线圈送入相应的料箱，并且接收一个新的空线轴，从而得以实现下一步的线圈更换过程。这种可移动的线圈更换装置的使用因此产生了问题，当线圈满绕时间减小时，实现线圈更换的数量增大了。
本发明的目的因此是提供一种线圈更换装置，不但结构简单，而且能迅速和可靠地在具有垂直的卷轴的绕线机上完成线圈更换。
本发明的目的是这样实现的。在适用于带有垂直轴的绕线机的自动线圈更换装置中，包括一个可围绕一垂直轴转动的线圈托架装置，它具有两个约为180°的线圈保持位置，在该位置上各装有挂住一个线圈的线圈保持装置，所述线圈托架装置具有四个抓臂，各带有一个位于所述垂直轴附近的可转动的第一内端部，每个抓臂的转动轴是与所述垂直轴平行的，所述旋转运动是由至少每两个抓臂相互偶合进行的，还包括一个使抓臂围绕其旋转轴转动的驱动装置，在这些抓臂的每个另一侧端部上至少装有一个线圈底板，还有一个整体提升该线圈托架装置的提升装置，这些抓臂和驱动装置的尺寸是这样确定的，这两个相互合拢的抓臂，每一个均围绕线圈而运动，直到线圈底板被固定在线圈法兰的下面。
每个抓臂与一个主动轮转动连接，这些抓臂的各相应主动轮动态地与所属的抓臂啮合。一个具有双重功能的活塞-气缸单元与两个相互动态合拢的抓臂连接，使其完成分离和聚拢的运动，且该单元对称于垂直轴装配。
所有的四个抓臂也可通过四个齿轮实现动态偶合，这些齿轮与抓臂的转轴同心地转动连接，使各相邻抓臂的齿轮相互啮合。而与两个抓臂相连接的活塞-汽缸单元，带动所有四个抓臂的动作。
各线圈底板与一个线夹相连接，当该底板定位于线圈下法兰的下面时，线夹靠在线圈法兰的外直径上。
线圈托架装置围绕所述垂直轴的转动是由一个旋转液压缸带动的。
每两个相互动态合拢的抓臂的张开角度大约为180°。
根据本发明的线圈更换装置具有一个围绕一垂直轴可转动的线圈托架装置，其上可转动地装有四个抓臂，抓臂的(内)端部围轴转动安装，该轴位于所述垂直轴的附近。还有一个使这些抓臂围着各自的转轴摆动的驱动装置，至少两个抓臂的动作是相互偶合的。在抓臂的另一(外侧)端部至少有一个线圈底板。所述具有四个抓臂的线圈托架装置可通过一个提升装置沿垂直方向提升。抓臂的摆动角和尺寸以及线圈底板是这样确定的，每对抓臂可夹住一个具有垂直轴的线圈，同时线圈的下法兰贴靠在线圈底板上。
如前所述，这一设计方案可以实现一个特别快速的和可靠的线圈更换。其简易性仅为在绕线机中已有的线圈为满线圈的一半，同时其它对应上述线圈要更换的线圈，被称为空线圈。当然本发明的线圈更换装置也可以相反方式运行，也就是说，当绕线机是一个放线机时，则将一已放线的空线圈与一个已卷取的线圈进行更换。
空线圈由一个机械手或一个输送设备送入一个由两个相互合拢动作的抓臂可夹住的位置，一旦在绕线机上套着的线圈已绕满，它即由两个抓臂夹住，这里要说明的是，两个线圈的夹持可同时发生，也可先后发生。
当两个线圈被抓住后，该提升装置动作，使线圈底板与线圈的下法兰相接触，线圈继而被升高，使绕线机上现有的满轴线圈脱离开驱动锥体或中心。如果该绕线机附加一个上套筒，以便在线圈体的中心孔内从上面嵌接，则套管事先从线圈孔外返回。接着一个旋转装置进入运行，使线圈托架装置转动180°，于是空线圈和满线圈互相换位。所述提升装置下降运动，使空线圈靠在绕线机的驱动锥心上，并且已有的套筒将进入中心孔内。然后抓臂从线圈释放并脱离，从而在新套在绕线机上的线圈上开始条形线材的卷绕或放线操作。
为使线圈更换装置也能从事连续的加工工艺，最好附加一个中间存储装置，在其内短时地可存入一定量的条形材料。
在实验中已显示出，利用本发明的线圈更换装置可实现在一分钟内完成线圈的更换全过程。这么短的线圈更换时间对实际运行而言是非常有利的。如果由于更换线圈中断了每次生产工艺，由于这一中断历时很短，因此在运行过程中基本不起什么作用。相反如果在绕线过程中断期间，由于线圈更换使用了中间存储装置，避免中断生产工艺，并且这个存储装置尺寸相应很小，并且很经济。
这个线圈更换装置的进一步的优点在于相对于公知的传统线圈更换装置而言，易于制造，因此成本低。而且可用于大的设备场合，每个绕线机装配一个相应的独立的线圈更换装置。
与其它已有的线圈更换装置相比，本发明线圈更换装置还有一个重要的优点，对于线圈更换装置的运行，在绕线机上不必加装任何特殊的装置，而且在线圈的下法兰下存在一个空隙，其中可插入线圈底板，这对完成线圈交换功能是足够的。抬起线圈、释放或移开线圈的特殊设备也不必装在绕线机上。
另一个优点是抓臂的构形使它能具有一个相当大的摆动范围。这样抓臂可与线圈远离，从而在线圈交换位置上对线圈的运来和运走均能顺利实现。
本发明的其它优点、特征和应用可能性将结合附图由下述实施例进一步说明。附图为
图1根据本发明的线圈更换装置的一个实施例的平面图;
图2根据图1的实施例的侧视图。
所描述的实施例采用了一个缠绕有线的绕线机，在绕线机上当缠绕时，线圈处于一个垂直的位置。如图2所示出的，线圈1是一个已卷取的线圈，它与空线轴2相交换。每个线圈包括一个上平面1a，2a和一个下平面1b，2b，这两个平面由卷盘芯1c，2c连接，在实施例中是采用一个圆筒状卷盘芯。取代圆筒形的卷盘芯还可用圆锥形的卷盘芯，不过该圆锥形卷盘芯的小直径端最好在下侧，也就是说在下平面1b，2b上。
用标号10代表的线圈更换装置具有一个围绕一(虚构的)基本上垂直的轴13可转向的线圈架装置12。本实施例的转向范围是这样测量的，即该线圈架装置可以围绕轴13旋转大约185°。与轴13同心布置的是一个第一圆形上板16和圆形下板18，在本实施例中它们互相间隔开装配。在这些板16、18上，如图2中剖面部分所示，固定有四个螺栓21，在每个螺栓21上装有一个带有相应孔的轴套23，该轴承最好是带有图1、2中未示出的滚动轴承。在轴套23上固定装有四个抓臂25，26，27和28，在其上面，每个抓臂与轴套对面的端部装有一个平板形的底板28，这尤其从图1(虚线表示)容易看出，底板28连接线夹板30，该夹板带有一个接收线圈凸缘的圆形空隙31。
在图示的实施例中，每两个抓臂、即抓臂25和26，及抓臂27和28共同作用，以夹住线圈1和2。这一共同作用是通过齿轮34实现的，每个齿轮与螺栓21同心布置，轴套23则紧靠在下板上，它的直径是这样要求的，即相互共同作用的抓臂的相应齿轮34互相咬合。这里共同作用的抓臂互相运动地偶合，各利用一个气动式或液压式活塞一气缸单元36及38，以使抓臂互相靠近和分开运动。这些活塞一气缸单元36及38的活塞行程是这样要求的，即在每对共同作用的抓臂25、26和27，28之间最大能够打开至约180°的角度。
在此还可注意到另一种可能的方案，即螺栓21和齿轮34可以这样安装，使所有四个齿轮34互相啮合，从而四个抓臂均可动态地相互偶合。这样做的优点是，只利用一个活塞一气缸单元就足以驱动各抓臂动作。但是这样也带来了不足该线圈更换装置只能用于更换具有相同直径的线圈。
假如存在这样一种可能性，例如为满足不同用户的要求，需对一个大直径的线圈1和一个小直径的线圈2进行线圈交换，则应采用具有两个活塞一气缸单元36，38的实施型式，这种情况下只有两个活动偶合的抓臂对是有利的。
线圈架装置位于一个基座45上面，如图2所示，绕线机通过固定装置48直接固装在基架50上或类似的机器框架上。与基座45隔开一段距离装有一块板52，它通过活塞一气缸单元54，55能够上升和下降，其中的活塞可从图1的视图中看到。该活塞一气缸单元是气动或液压操纵的。
一个托架60可转动地保持在平板52上，它的转轴构成了线圈更换装置的回转轴13。该托架60的轴承采用普通的滚动轴承或类似物，因此它在图中没有被确定画出。
在本实施例中，线圈托架装置的旋转运动是由一个旋转液压缸62实现的。该液压式或气动式的旋转液压缸62包括一个固定部分，它连接到基座45上，还包括一个与托架60结合的可转动部分。该旋转液压缸62内部具有一个冲程活塞，这个冲程活塞这样与一个丝杠相连接，使活塞的行程运动随着活动部分相对于固定部分的旋转而改变。因为活塞一气缸单元36，38的工作本来就需要一压力液体，因此采用这样的旋转液压缸驱动线圈架装置的旋转运动，既经济又结构简单化。
取代这种旋转气缸，也可以采用其它合适的装置。特别是在线圈架装置上与轴13同心地装有一个带有齿轮系统的转盘是可能的，它由一个主动轮和一个驱动电机带动旋转。
所述线圈更换装置具有一个图中未示出的控制装置。这个控制装置接有一个或多个传感器，例如测定究竟线圈1是否已绕满，线圈2是否已正确就位等信息。这个控制装置能给出操作活塞一气缸单元36，38，54，55和旋转气缸62的控制指令。控制装置也可与一个在前面的控制装置联合工作，该控制装置用于生产过程的更大部分的控制。
本发明装置的操作过程如下当线圈1缠绕时，线圈2将由一个(图中未示出的)机械手或输送装置传送到一个抓臂25和26可抓到的位置上。通过这两个抓臂的张开角度的继续扩大，使线圈可不受妨碍地就位。
在根据图1和图2的实施例中，一旦线圈2已被定位，活塞一气缸单元36即能进入工作状态，将(已张大的)抓臂25，26做合拢运动。这一抓臂的合拢运动一直持续到底板28卡在线圈下法兰26上，并且线夹板30靠在线圈凸缘上为止。这里需说明的是，线圈2是这样被定位的，即线圈法兰被底板28从下面夹紧。
一旦线圈1已绕满卷，则在绕线机中正传送的条形材料将被切断，条形材料的线头粘贴到线圈1上。这一切断和粘贴过程可以在线圈更换过程中发生。
当所述控制装置接收到一个信号，表示线圈1已绕满，则发生一个指令，驱动活塞一气缸单元38开始工作，抓臂27和28相互合拢，直到底板28卡在下法兰1b下，同时法兰靠在线夹板30上为止。
这一抓臂的合拢动作也可按前面提及的类似方法实现。
当两个线圈均被夹持住后，活塞-气缸单元54，55动作，使线圈架装置上升。从而使线圈1脱离中心及支柱锥体。通过传感器能测知或检测出，一旦线圈1已被释放，旋转液压缸62开始工作，同时线圈架装置转动180°，而线圈正确的定位能够由制动器或通过相应的敏感器件实现和确定。现在线圈1和线圈2已调换了如图1和2中所示的它们的位置。然后活塞-气缸单元54，55再次启动，使线圈托架装置下降，则空线圈紧固在绕线机的定中心位置或支座锥体上。接着空着的线头将以适当方式接到该空线圈轴上，继续完成其卷取工艺。
为了不中断所述生产过程，绕线机最好串接一个存储装置，当线圈交换时在存储装置中可暂存入条形材料。这一装置的优点是线圈更换不会中断连续的生产工艺。
与本发明的线圈更换装置有联系的是最好采用一个绕线机，它在卷取及展开线圈过程中使线圈旋转。根据另一个推荐的实施例，线圈更换装置也可以包括一个绕线机，在卷取运动中该机器上的线圈保持不动，而是通过一个围绕该线圈转动的布线装置实现卷取过程的。进一步说，根据本发明制出的线圈更换装置也可以包括一个卸料装置，它完成料头的抽出或通过一个放线飞轮(Abwickelflyers)实现卸料。
权利要求
1.适用于带有垂直绕线轴的绕线机的自动线圈更换装置，包括一个可围绕一垂直轴转动的线圈托架装置，它具有两个约为180°的线圈保持位置，在该位置上各装有挂住一个线圈的线圈保持装置，其特征在于所述线圈托架装置具有四个抓臂，各带有一个位于所述垂直轴附近的可转动的第一内端，每个抓臂的转动轴是与所述垂直轴平行的，所述旋转运动是由至少每两个抓臂互相偶合进行的，包括一个驱动装置，使这些抓臂的运动围绕该旋转轴进行，在这些抓臂的每个另一外侧端部上至少装有一个线圈底板，包括一个整体提升该线圈托架装置的提升装置，以及这些抓臂和驱动装置的尺寸是这样限定的，这两个互相可合拢的抓臂，每一个均围绕线圈而动作，直到线圈底板位于线圈的法兰下面被定位。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于每个抓臂与一个主动轮转动连接，它们是这样装配的，这些抓臂的各相应主动轮动态地与所属的抓臂啮合。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于这两个相互动态合拢的抓臂与一个具有双重功能的活塞-气缸单元相连接，使这两个抓臂在该活塞-气缸单元运行时相互分离和合拢运动。
4.根据权利要求1的装置，其特征在于所有四个抓臂动态地相互偶合。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于通过四个齿轮实现抓臂的动态偶合，这些齿轮与抓臂的转轴同心布置，并与其转动连接，使各相邻抓臂的齿轮相互啮合。
6.根据权利要求4或5的装置，其特征在于具有一个双重作用的活塞-气缸单元，它与两个抓臂相连接，驱动所有四个抓臂的转动。
7.根据权利要求1至6中至少一个的装置，其特征在于各线圈底板与一个线夹板相连接，当该底板定位于线圈法兰的下面时，线夹板靠在线圈法兰的外直径上。
8.根据权利要求1至7中至少一个的装置，其特征在于通过两个活塞-汽缸单元产生升降运动，所述活塞-汽缸单元对称于垂直轴装配。
9.根据权利要求1至8中至少一个的装置，其特征在于线圈托架装置围绕所述垂直轴的旋转是由一个旋转液压缸带动的。
10.根据权利要求1至9中至少一个的装置，其特征在于抓臂的摆动角度是这样确定的，两个相互动态合拢的抓臂的张开角度大约为180°。
全文摘要
适用于具有垂直转轴的绕线机的自动线圈更换装置，包括一个可围绕一垂直轴转动的线圈托架装置，它具有两个约为180°的线圈保持位置。该线圈托架装置共具有四个抓臂，它们之中每两个共同作用，抓住一个线圈。在每个抓臂上带有一个线圈底板，当线圈更换时它在线圈的下法兰下面被固定。在线圈交换中，线圈托架装置通过一个提升装置被提升，在绕线机上现存的线圈脱离相应的中心点或类似轴心，该线圈托架装置继而旋转180°，然后再回降。
文档编号B65H67/04GK1082505SQ9211430
公开日1994年2月23日 申请日期1992年11月6日 优先权日1991年11月6日
发明者H·温克勒, H·-G·霍恩德勒 申请人:尼霍夫机器制造公司