ITMI20131761A1 - Dispositivo per la regolazione automatica del tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento in macchine per l'avvolgimento di bobine elettriche. - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO PER LA REGOLAZIONE AUTOMATICA DEL TENS IONAMENTO DEL FILO DURANTE LE VARIE FASI DI AVVOLGIMENTO IN MACCHINE PER L'AVVOLGIMENTO DI BOBINE ELETTRICHE"

D E S C R I Z I O N E

Il presente trovato ha come oggetto un dispositivo per la regolazione automatica del tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento in macchine per l'avvolgimento di bobine elettriche.

Come è noto, l'avvolgimento di bobine per componenti elettrici o elettromeccanici, benché esistano anche macchine che eseguono l'avvolgimento mantenendo ferme le bobine e muovendo il filo attorno ad esse, viene generalmente eseguito disponendo le bobine su mandrini che vengono azionati in modo da porre le bobine in rotazione attorno al loro asse ed alimentando il filo alle bobine in modo che venga progressivamente avvolto attorno ad esse. Solitamente, in ciascuna bobina, il filo viene ancorato, all'inizio e alla fine dell'avvolgimento, a pioli o "pin", previsti sulla bobina, avvolgendo le sue estremità attorno a tali pioli .

Per ottenere un avvolgimento regolare e uniforme, come viene richiesto, è necessario che la tensione del filo, durante l'avvolgimento, si mantenga il più possibile costante.

Per conseguire questo scopo, vengono utilizzati appositi dispositivi, denominati "tendifilo" che comprendono, generalmente, una struttura di supporto che porta occhielli e pulegge che definiscono un percorso per il filo proveniente da una rocca-magazzino e, lungo tale percorso, sono solitamente previsti un freno, una cella di carico per il rilevamento della tensione del filo ed un braccetto di recupero che è girevole, relativamente alla struttura di supporto, attorno ad un relativo asse e che ha la funzione di mantenere in tensione il filo compensando la diversa richiesta di filo da parte degli organi che operano il suo avvolgimento attorno alla bobina o ai pioli. Il braccetto di recupero è collegato a molle che hanno la funzione di contrastare la rotazione del braccetto di recupero quando aumenta la richiesta di filo e ad un organo smorzatore che ha la funzione di smorzare le oscillazioni del braccetto di recupero attorno al suo asse indotte dalle variazioni di tensione del filo.

In sostanza, in questi tendifilo di tipo noto, la tensione del filo durante il suo avvolgimento viene rilevata mediante le celle di carico e l'azione di frenatura espletata dal freno viene automaticamente variata, attraverso un sistema di controllo in retroazione, in funzione del valore della tensione rilevato dalla cella di carico rapportato con il valore di tensione desiderato.

Mentre il mantenimento di una tensione costante durante l'avvolgimento del filo attorno alla bobina quando questa ruota a velocità costante non presenta problemi particolari, il mantenimento di una tensione costante in occasione di accelerazioni e decelerazioni della rotazione della bobina risulta di difficile ottenimento. Le accelerazioni e le decelerazioni della rotazione della bobina provocano continue oscillazioni del braccetto di recupero attorno al suo asse che possono causare il danneggiamento dell'organo smorzatore. Questo problema è particolarmente sentito nell'avvolgimento di fili di diametro relativamente grande.

Compito precipuo del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, realizzando un dispositivo per la regolazione del tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento in macchine per l'avvolgimento di bobine elettriche che consenta di mantenere sostanzialmente costante la tensione del filo durante le varie fasi dell'avvolgimento.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che consenta di mantenere sostanzialmente costante la tensione del filo anche durante le fasi dell'avvolgimento che provocano accelerazioni e decelerazioni del filo, come ad esempio nel passaggio dall'avvolgimento del filo attorno ai pioli o pin all'avvolgimento attorno all'anima della bobina e viceversa.

Un altro scopo del trovato è quello di realizzare un dispositivo che, evitando eccessive e continue oscillazioni del braccetto di recupero, consenta di ottenere una maggiore durata dell'organo smorzatore e quindi di tutto il dispositivo .

Un ulteriore scopo del trovato è quello di proporre un dispositivo che possa essere realizzato con componenti di comune reperibilità e che possa essere prodotto con costi competitivi.

Un altro scopo ancora del trovato è quello di realizzare un dispositivo che offra adeguate garanzie di sicurezza e di affidabilità di funzionamento .

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da un dispositivo per la regolazione automatica del tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento in macchine per l'avvolgimento di bobine elettriche, comprendente una struttura di supporto supportante una serie di elementi definenti un percorso per il filo da alimentare alla bobina in avvolgimento, lungo detto percorso essendo disposti mezzi di rilevamento della tensione del filo ed un braccetto di recupero girevole attorno ad un asse relativamente a detta struttura di supporto per effetto delle variazioni del tensionamento del filo, caratterizzato dal fatto che, lungo detto percorso, è disposto un organo di spinta e di frenatura del filo e dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della rotazione di detto braccetto di recupero attorno a detto asse relativamente a detta struttura di supporto, detti mezzi di rilevamento della rotazione di detto braccetto di recupero essendo operativamente collegati a detto organo di spinta e di frenatura per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura operato sul filo in funzione del valore rilevato della rotazione di detto braccetto di recupero attorno a detto asse.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva del dispositivo secondo il trovato, illustrata, a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 illustra il dispositivo secondo il trovato in vista prospettica;

la figura 2 illustra il dispositivo secondo il trovato in alzato frontale;

la figura 3 è una sezione della figura 2 eseguita lungo l'asse III-III.

Con riferimento alle figure citate, il dispositivo secondo il trovato, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una struttura di supporto 2 che supporta una serie di elementi che cooperano tra loro nel definire un percorso per il filo 3 che deve essere fornito alla bobina attorno alla quale deve essere avvolto .

Lungo tale percorso sono disposti mezzi di rilevamento della tensione 5 del filo 3 ed un braccetto di recupero 6 che è girevole attorno ad un asse 7 relativamente alla struttura di supporto 2 per effetto delle variazioni del tensionamento del filo 3.

Secondo il trovato, il dispositivo comprende, lungo il percorso del filo 3, un organo di spinta e di frenatura 4 del filo 3 e comprende, inoltre, mezzi di rilevamento della rotazione 8 del braccetto di recupero 6 attorno all'asse 7 relativamente alla struttura di supporto 2 e questi mezzi di rilevamento della rotazione 8 sono operativamente collegati all'organo di spinta e di frenatura 4 per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura operato sul filo 3 in funzione del valore rilevato della rotazione del braccetto di recupero 6 attorno all'asse 7.

Più particolarmente, la struttura di supporto 2, nella forma di esecuzione illustrata, è costituita da un corpo scatolare 9 che, su una sua faccia, supporta una serie di elementi che vengono impegnati dal filo 3 da alimentare alla bobina.

Opportunamente, l'organo di spinta e di frenatura 4 comprende una puleggia 10 sulla quale si avvolge il filo 3 e un motore 11 che aziona la puleggia 10 con una coppia variabile e regolabile in funzione della tensione del filo 3 rilevata dai mezzi di rilevamento della tensione 5 del filo 3 e/o in funzione della rotazione del braccetto di recupero 6 rilevata dai mezzi di rilevamento della rotazione 8 in modo tale da mantenere, in modo sostanzialmente costante, una prefissata tensione del filo 3.

I mezzi di rilevamento della tensione 5 del filo 3 comprendono una coppia di pulegge 12, 13, ad assi paralleli tra loro, che vengono impegnate in sequenza dal filo 3 che viene alimentato alla bobina e che sono collegate, in modo di per sé noto, ad una cella di carico 14 che rileva costantemente la tensione applicata al filo 3.

Opportunamente, il braccetto di recupero 6 è collegato a mezzi di smorzamento della sua rotazione attorno al relativo asse 7.

Più particolarmente, il braccetto di recupero 6 è incernierato, attorno all'asse 7, alla struttura di supporto 2 mediante una sua porzione intermedia. Ad un'estremità del braccetto di recupero 6 è posta una puleggia 15 attorno alla quale si impegna il filo 3 da alimentare alla bobina mentre l'altra estremità del braccetto di recupero 6 si impegna contro una leva 16, anch'essa incernierata alla struttura di supporto 2 attorno ad un asse 17 che è parallelo all'asse 7. Questa leva 16 collega il braccetto di recupero 6 ai mezzi di smorzamento, costituiti da un organo smorzatore 18, di tipo noto, e sulla leva 16 agiscono mezzi elastici, costituiti da molle 19, 20 che contrastano la rotazione del braccetto di recupero 6 attorno all'asse 7 nel senso di rotazione che porterebbe ad una riduzione del percorso seguito dal filo 3 lungo il dispositivo in oggetto. In pratica, le molle 19, 20 hanno la funzione di compensare eventuali allentamenti del filo 3 durante il funzionamento del dispositivo.

E' da notare che, nella figura 3, l'organo smorzatore 18 è costituito da un organo smorzatore di tipo pneumatico, ma potrebbe essere costituito da un organo smorzatore di diverso tipo, ad esempio di tipo elettrico o altro organo smorzatore di tipo noto.

I mezzi di rilevamento della rotazione 8 del braccetto di recupero 6 comprendono un trasduttore angolare 21 che è collegato al braccetto di recupero 6.

Preferibilmente, la puleggia 10 dell'organo di spinta e di frenatura 4 è disposta a monte del braccetto di recupero 6 secondo il senso di avanzamento del filo 3 durante l'avvolgimento della bobina.

Preferibilmente, i mezzi di rilevamento della tensione 5 del filo 3 sono disposti a valle del braccetto di recupero 6 secondo senso di avanzamento del filo 3 durante l'avvolgimento della bobina.

Più particolarmente, il filo 3 da avvolgere, proveniente da una rocca-magazzino, in ingresso al dispositivo, passa attraverso un occhiello 22, quindi attraverso un rinvio 23, passa quindi attraverso una coppia di feltri di pulizia 24a, 24b, attraversa un passaggio 25 definito nel braccio 26 che supporta la coppia di pulegge 12, 13, si avvolge attorno alla puleggia 10 dell'organo di spinta e di frenatura 4, si impegna quindi con una puleggia di rinvio 27, si avvolge attorno alla puleggia 15 del braccetto di recupero 6 e, infine, si impegna con la coppia di pulegge 12, 13 prima di essere convogliato alla bobina attorno alla quale si deve avvolgere.

Opportunamente, l'organo di spinta e di frenatura 4 e i mezzi di rilevamento della tensione 5 del filo 3 fanno parte di un primo anello di regolazione automatica in retroazione per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura esercitato dall'organo di spinta e di frenatura 4 e quindi per una regolazione automatica della tensione del filo 3 principalmente nelle fasi di avvolgimento della bobina a velocità di rotazione della stessa sostanzialmente costante.

I mezzi di rilevamento della rotazione 8 del braccetto di recupero 6 sono operativamente collegati all'organo di spinta e di frenatura 4 attraverso un sistema di regolazione automatica in retroazione per una variazione del grado di spinta o di frenatura esercitato sul filo 3 dall'organo di spinta e di frenatura 4 a seguito della rilevazione di una rotazione del braccetto di recupero 6 attorno al suo asse 7 relativamente alla struttura di supporto 2.

Opportunamente, l'organo di spinta e di frenatura 4 e i mezzi di rilevamento della rotazione 8 del braccetto di recupero 6 fanno parte di un secondo anello di regolazione automatica in retroazione della tensione del filo 3 per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura esercitato sul filo 3 dall'organo di spinta e di frenatura 4 in funzione del valore rilevato della rotazione del braccetto di recupero 6 attorno all'asse 7 e quindi per una regolazione automatica della tensione del filo 3 principalmente nelle fasi di avvolgimento della bobina con velocità di rotazione della stessa variabile .

Il funzionamento del dispositivo secondo il trovato è il seguente.

Mentre la bobina viene azionata con moto rotatorio sostanzialmente costante attorno al suo asse 7, le oscillazioni del braccetto di recupero 6 attorno all'asse 7 sono pressoché nulle e la tensione del filo 3 viene regolata e mantenuta sostanzialmente costante principalmente mediante il primo anello di regolazione automatica in retroazione e cioè attraverso la rilevazione della tensione del filo 3 operata mediante la cella di carico 14 e attraverso un azionamento dell'organo di spinta e di frenatura 4 in funzione di questo valore di tensione rilevato rapportato al valore desiderato .

In occasione delle accelerazioni e delle decelerazioni della rotazione della bobina, che indurrebbero oscillazioni del braccetto di recupero 6 attorno al suo asse 7, l'inizio di queste oscillazioni viene prontamente rilevato dal trasduttore angolare 21 e, mediante il secondo anello di regolazione automatica in retroazione, viene automaticamente variata, attraverso un adeguato azionamento dell'organo di spinta e di frenatura 4 in funzione della rilevazione eseguita dal trasduttore angolare 21, l'azione di spinta o di frenatura svolta dall'organo di spinta e di frenatura 4.

In particolare, quando la tensione del filo 3 aumenta, l'organo di spinta e di frenatura 4 esercita un'azione di spinta sul filo 3 aiutando il suo avanzamento verso la bobina in avvolgimento e quindi riportando la tensione del filo 3 al valore desiderato.

In questo modo, il braccetto di recupero 6, anche durante le fasi di avvolgimento della bobina che richiedono accelerazioni e decelerazioni della rotazione della bobina, rimane sostanzialmente fermo e viene garantita una tensione sostanzialmente costante del filo 3 durante l'avvolgimento della bobina anche in queste frasi.

Si è in pratica constatato come il dispositivo secondo il trovato assolva pienamente compito prefissato in quanto consente di mantenere sostanzialmente costante il tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento della bobina, in particolare consente di mantenere sostanzialmente costante il tensionamento del filo anche durante le fasi di avvolgimento che richiedono una accelerazione ed una decelerazione della rotazione della bobina attorno al suo asse.

Il dispositivo, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Dispositivo per la regolazione automatica del tensionamento del filo durante le varie fasi di avvolgimento in macchine per l'avvolgimento di bobine elettriche, comprendente una struttura di supporto (2) supportante una serie di elementi definenti un percorso per il filo (3) da alimentare alla bobina in avvolgimento, lungo detto percorso essendo disposti mezzi di rilevamento della tensione (5) del filo (3) ed un braccetto di recupero (6) girevole attorno ad un asse (7) relativamente a detta struttura di supporto (2) per effetto delle variazioni del tensionamento del filo (3), caratterizzato dal fatto che, lungo detto percorso, è disposto un organo di spinta e di frenatura (4) del filo (3) e dal fatto di comprendere mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6) attorno a detto asse (7) relativamente a detta struttura di supporto (2), detti mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6) essendo operativamente collegati a detto organo di spinta e di frenatura (4) per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura operato sul filo (3) in funzione del valore rilevato della rotazione di detto braccetto di recupero (6) attorno a detto asse (7).
2. 2. Dispositivo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6) sono operativamente collegati a detto organo di spinta e di frenatura (4) attraverso un sistema di regolazione automatica in retroazione per una variazione del grado di spinta o di frenatura esercitato sul filo (3) da detto organo di spinta e di frenatura (4) a seguito della rilevazione di una rotazione di detto braccetto di recupero (6) attorno al suo asse (7) relativamente a detta struttura di supporto (2).
3. 3. Dispositivo, secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detto organo di spinta e di frenatura (4) e detti mezzi di rilevamento della tensione (5) del filo (3) fanno parte di un primo anello di regolazione automatica in retroazione della tensione del filo (3) per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura esercitato sul filo (3) da detto organo di spinta e di frenatura (4) in funzione del valore rilevato della tensione del filo (3).
4. 4. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo di spinta e di frenatura (4) e detti mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6) fanno parte di un secondo anello di regolazione automatica in retroazione della tensione del filo (3) per una regolazione automatica del grado di spinta o di frenatura esercitato sul filo (3) da detto organo di spinta e di frenatura (4) in funzione del valore rilevato della rotazione di detto braccetto di recupero (6) attorno al relativo asse (7).
5. 5. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di rilevamento della tensione (5) del filo (3) sono disposti a valle di detto braccetto di recupero (6) secondo il senso di avanzamento del filo (3) durante l'avvolgimento della bobina.
6. 6. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo di spinta e di frenatura (4) è disposto a monte di detto braccetto di recupero (6) secondo il senso di avanzamento del filo (3) durante l'avvolgimento della bobina.
7. 7. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto organo di spinta e di frenatura (4) comprende una puleggia (10) sulla quale si avvolge il filo 3 ed un motore (11) azionante detta puleggia (10) con una coppia variabile in funzione della tensione del filo (3) rilevata da detti mezzi di rilevamento della tensione (5) del filo (3) e/o in funzione della rotazione di detto braccetto di recupero (6) rilevata da detti mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6).
8. 8. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che mezzi di rilevamento della rotazione (8) di detto braccetto di recupero (6) comprendono un trasduttore angolare (21) .
9. 9. Dispositivo, secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto braccetto di recupero (6) è collegato a mezzi di smorzamento (18) della sua rotazione attorno al relativo asse (7).