Катушка, установка для изготовления катушки и способ изготовления катушки

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в повышении точности размеров при изготовлении. Установка для изготовления катушек включает изгибающий блок, выполненный с возможностью осуществления процесса гибки, в котором подаваемый подающим механизмом металлический лист изгибают перед перематыванием на каркас. Блок управления выполнен с возможностью управления процессом гибки, исходя из количества металлического листа, поданного подающим механизмом, так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

[0001] Описанные здесь варианты воплощения относятся к катушке, установке для изготовления катушки и способу изготовления катушки.

Предпосылки создания изобретения

[0002] Как правило, для генерирования электроэнергии или для промышленного использования обычно предусматривали стационарную индукционную электрическую установку, например трансформатор, включающий в себя катушку, выполненную путем наматывания лентообразного металлического листа, служащего в качестве проводника, вокруг каркаса. Цилиндрические и прямоугольные цилиндрические каркасы используют в зависимости от спецификаций катушек этого типа. Металлический лист наматывают на каркас вместе с изолирующим листом, выполненным из изоляционного материала, с образованием, таким образом, множественных слоев. Канал охлаждения обеспечивают в любом из этих слоев.

[0003] Желательно улучшить точность размеров катушки наматыванием металлического листа так, чтобы металлический лист плотно прилипал к каркасу или иным образом. Однако упругое последействие неизбежно приводит к образованию зазоров между слоями в зависимости от жесткости металлического листа, даже когда при наматывании каркаса повышается крутящий момент. Зазоры приводят не только к образованию выпуклой части (к снижению точности размеров) намотанной катушки, но также и к смещению в ширину упомянутого металлического листа в ходе наматывания. В этом случае, чтобы смещение можно было скорректировать, наматывание тут же останавливают, а затем необходимо осуществить корректировку извивания на размотанной стороне (на стороне подачи материала) с увеличением, в результате, рабочей нагрузки.

Документ предшествующего уровня техники

Патентный документ

[0004] Патентный документ 1: Публикация Японской патентной заявки № JP-A-2000-21669

Сущность изобретения

Проблема, преодолеваемая изобретением

[0005] Задачей изобретения является обеспечение катушки, которая может улучшить точность размеров и является превосходной с точки зрения эффективности изготовления и качества, а также обеспечение установки для изготовления катушки и способа изготовления катушки.

Средство для преодоления проблемы

[0006] Установка для изготовления катушек включает в себя блок размотки, выполненный с возможностью разматывания лентообразного металлического листа, намотанного на тело для намотки, и каркас, выполненный с возможностью перематывания металлического листа при вращении металлического листа. Установка содержит подающий механизм, обеспеченный между блоком размотки и каркасом, для подачи размотанного блоком размотки металлического листа на боковую поверхность каркаса, выполненный с возможностью осуществления процесса гибки изгибающий блок, в котором металлический лист, подаваемый подающим механизмом, изгибается перед наматыванием металлического листа на каркас, и блок управления, выполненный с возможностью управления процессом гибки посредством изгибающего блока, исходя из количества металлического листа, поданного подающим механизмом, так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас. Блок управления выполнен с возможностью управления процессом гибки посредством блока управления так, чтобы металлическому листу перед наматыванием металлического листа на каркас была придана тенденция к изгибанию в соответствии с наматываемым количеством металлического листа.

Краткое описание чертежей

[0007] ФИГ. 1 представляет собой концептуальную схему, показывающую в целом установку для изготовления катушек по первому варианту воплощения;

ФИГ. 2 представляет собой схематическую блок-схему, показывающую электрическое устройство установки для изготовления катушек;

ФИГ. 3 представляет собой схематическое изображение в перспективе конструкции катушки;

ФИГ. 4A представляет собой вид сбоку восьмиугольной катушки, если смотреть в осевом направлении каркаса, а ФИГ. 4B, 4C и 4D аналогично ФИГ. 4A показывают катушки, снабженные соответственно различными каналами охлаждения; и

ФИГ. 5 представляет собой изображение, аналогичное ФИГ. 1, показывающее второй вариант воплощения.

Разъяснение ссылочных символов

[0008] На чертежах ссылочные символы 1, 101-104 обозначают катушку, ссылочный символ 2 - металлический лист, ссылочный символ 11 - тело рулона, ссылочный символ 12 - блок размотки, ссылочный символ 13 - правильную машину, ссылочный символ 14 - подающий механизм, ссылочные символы 16 и 30 - каркас, ссылочные символы 15 и 31 - изгибающий блок, а ссылочный символ 20 - блок управления.

Режим осуществления изобретения

[0009] Первый вариант воплощения

Первый вариант воплощения будет описан со ссылкой на ФИГ. 1-4D. Вариант воплощения применим для катушки, используемой в трансформаторе.

[0010] Изготавливаемая катушка 1 включает в себя лентообразный металлический лист 2, лентообразный изолирующий лист 3, оба из которых наматывают на каркас (см. ссылочный символ 16 на ФИГ. 1) множественными слоями, дополнительно образованные в целом в виде прямоугольной цилиндрической формы. Металлический лист 2 представляет собой тонкий листовой материал, выполненный из металла, такого как алюминий, а изолирующий лист 3 представляет собой, например, полосу разъединяющего или промежуточного листа. Катушку 1 образуют, чтобы она не имела никакого смещения в направлении в ширину металлического листа 2, которое обозначено символом W на ФИГ. 3, и чтобы она не имела никаких зазоров между слоями, составляющими многослойную катушку. Металлический лист 2 может быть образован из другого металлического материала, такого как медь.

[0011] На ФИГ. 1, показывающей установку для изготовления катушки 1, ссылочный символ 11 обозначает тело рулона, выполненное наматыванием металлического листа 2 в форме обруча, а ссылочный символ 12 обозначает разматывающее устройство, которое разматывает металлический лист 2. Ссылочный символ 13 обозначает правильную машину, корректирующую тенденцию к наматыванию металлического листа 2, ссылочный символ 14 обозначает подающий механизм для непосредственной подачи металлического листа 2, а ссылочный символ 15 обозначает изгибающую установку в качестве изгибающего блока для металлического листа 2.

[0012] Точнее говоря, тело 11 рулона представляет собой металлический лист 2 в виде обручеобразного материала, намотанного в форме обруча и прикрепленного к крепежной детали 12a разматывающего устройства 12. Тело рулона 11 вращательным образом поддерживается крепежной деталью 12a. Разматывающее устройство 12 выполнено в виде блока размотки, который вращается в направлении, противоположном направлению наматывания тела 11 рулона, для разматывания, таким образом, металлического листа 2.

[0013] Правильная машина 13 включает в себя множество рабочих валков 13a, 13b и 13c, расположенных зигзагообразно, как показано на ФИГ. 1. Тенденцию к наматыванию размотанного металлического листа 2 корректируют, заставляя металлический лист 2 проходить между верхними рабочими валками 13a и 13c и нижним рабочим валком 13b и верхним и нижним рабочими валками 14a и 14b.

[0014] Подающий механизм 14 выполняет операцию периодической подачи для подачи металлического листа 2, из которого с помощью правильной машины 13 была исключена тенденция к наматыванию по направлению к изгибающей установке 15, и остановку подачи металлического листа 2, повторяющиеся попеременно. Более подробно, подающий механизм 14 включает в себя парные валки 14a и 14b, удерживающие металлический лист 2 между ними, и электрический двигатель 14c (см. ФИГ. 2), например, приводящий в движение парные валки 14a и 14b. Двигатель 14c содержит, например, серводвигатель и снабжен кодирующим устройством 14d (см. ФИГ. 2), которое выявляет число оборотов двигателя 14c, вследствие чего двигатель 14c управляется с помощью обратной связи. Подаваемое подающим механизмом 14 количество металлического листа 2 рассчитывается устройством 20 управления, которое будет описано ниже, на основе сигнала обнаружения из кодирующего устройства 14d. Валки 14a и 14b подающего механизма 14 расположены близко к изгибающей установке 15, впереди изгибающей установки 15 в направлении подачи (в местоположении около входной стороны изгибающей установки 15), вследствие чего возникновение ошибки, вызванной тенденцией к изгибанию при образовании катушки 1 предотвращается между валками 14a и 14b и изгибающей установкой 15. Валки 14a и 14b выполняют из материала, имеющего такие профили поверхности, чтобы соответствующие поверхности обладали большим сопротивлением к истиранию о металлический лист 2, а валки 14a и 14b устанавливают на заданном прилагаемом давлении (удерживающей силе), в результате чего точность конвейерной транспортировки может быть улучшена.

[0015] Изгибающая установка 15 расположена между подающим механизмом 14 и каркасом 16 и осуществляет процесс гибки, при котором металлический лист 2 изгибают перед наматыванием на каркас 16. Изгибающая установка 15 включает в себя гибочный штамп 17a и прижимной механизм 17b, который изгибает металлический лист 2, вследствие чего металлический лист 2 пластично деформируется при заданном угле вдоль гибочного штампа 17a. Различные типы гибочных штампов 17a приготовлены в соответствии с внешней периферийной конфигурацией каркаса 16 или формами изготавливаемых катушек. Прижимной механизм 17b выполнен с возможностью примыкания к металлическому листу 2 в направлении по толщине. Металлический лист 2 изгибают под углом 90°, например, как видно в направлении по его ширине (в вертикальном направлении к листу бумаги на ФИГ. 1). Таким образом, изгибающая установка 15 образует простирающийся в ширину загиб (т.е. создает тенденцию к загибанию), соответствующий углу каркаса 16 или углу металлического листа 2, наматываемого на каркас 16. В случае катушек 101 – 104, как показано на ФИГ. 4, изгибающая установка 15 образует тенденцию к загибанию для изгиба металлического листа 2 под углом 45° и образует тенденцию к загибанию согласно формам и/или размерам каналов 18 в катушках 103 и 104, вследствие чего между слоями металлического листа 2 не образуется никаких зазоров.

[0016] Каркас 16 имеет ось 16a вращения, вокруг которой вращается каркас 16 для перематывания металлического листа 2 и изолирующего листа 3. Различные типы каркасов 16 приготавливают в соответствии с формой и размером катушки 1 (вертикальные и горизонтальные размеры, которые видны на ФИГ. 3, ширина W металлического листа 2 и подобное). Например, каркас 16, как показано на ФИГ. 1, имеет внешнюю периферию, которая является прямоугольной по форме, если смотреть в осевом направлении оси 16a вращения (в вертикальном направлении к листу бумаги на ФИГ. 1), и каркас 16 образуют с прямоугольной цилиндрической формой. Каркасы катушек 101–104, как показано на ФИГ. 4A-4D, имеют внешние периферии, которые являются восьмиугольными по форме, если смотреть в осевых направлениях осей 16a вращения, а каркасы соответственно образуют с восьмиугольными цилиндрическими формами. Ось 16a вращения каркаса 16 вращают электрическим двигателем 16c (см. ФИГ. 2), служащим в качестве приводного устройства. С помощью привода двигателя 16c металлический лист 2 и изолирующий лист 3 одновременно перематывают на каркас 16 с образованием, таким образом, многослойной структуры.

[0017] Каналы охлаждения обеспечены в заданных слоях в многослойном металлическом листе 2 (изолирующем листе 3) при изготовлении, например, восьмиугольных катушек 102-104. Точнее говоря, например, канал 18 каждой из катушек 103 и 104, как показано на ФИГ. 4C и 4D, включает в себя стержневидные участки 18a каналов, каждый из которых выполнен из изолирующего материала, и оправку 18b, служащую в качестве монтажного элемента. Множество участков 18a канала прикреплено к оправке 18b при заданных интервалах, вследствие чего участки 18a каналов и оправка 18b образуют друг с другом единое целое. Каналы 18 прикрепляют к слоям I для введения канала, установленным в катушках 103 и 104 с помощью крепежного средства, такого как адгезив, обеспеченный на оправке 18b при наматывании соответственно металлического листа 2 и изолирующего листа 3 на каркас 16. В восьмиугольной цилиндрической катушке 103 пространства для размещения каналов 18 в слоях I для введения канала заданы соответственно в верхней стороне, в нижней стороне, в правой стороне и в левой стороне на ФИГ. 4C. С другой стороны, в катушке 104 пространства для размещения каналов 18 в слое I для введения канала образованы соответственно в верхней и в нижней сторонах на ФИГ. 4D.

[0018] Пространства для размещения каналов 18 образуют согласно формам и размерам каналов 18 так, что металлический лист 2 и каналы 18 приводят в тесный контакт друг с другом, как описано выше. В результате улучшается эффект теплоотдачи металлического листа 2. Дополнительно каждый слой I для введения канала включает в себя часть, в которой канал 18 отсутствует, и тенденцию к загибанию образуют изгибающей установкой 15 так, чтобы возникновение зазора между слоями металлического листа 2 было предотвращено. Следовательно, хотя для каналов 18 заданы пространства для размещения, пространства для размещения (в частности, углы) могут быть в результате избавлены от недостатка, в результате чего катушки 103 и 104 являются наилучшими в достижении механического усилия при коротком замыкании, а именно механического усилия, действующего при течении тока короткого замыкания, и подобное.

[0019] Канал 19 катушки 102, как показано на ФИГ. 4B, представляет собой гофрированный канал, образованный в гофрированной форме. Катушка 102 имеет пространство для размещения канала 19 в слое I для введения канала, образованном по всей ее периферии. Поскольку пространство для размещения канала 19 также образовано в соответствии с формой и размерами канала 19, катушка 102 имеет больший эффект теплоотдачи и ей могут быть приданы наилучшие механические характеристики. Каналы 18, имеющие стержневидные участки 18a канала, могут быть размещены в катушке 102 вместо гофрированного канала 19. Таким образом, форма и рисунок размещения каналов могут быть изменена. Дополнительно, вся катушка может быть образована в прямоугольной цилиндрической форме, как катушка 1 на ФИГ. 3, или восьмиугольной цилиндрической форме, как катушки 101-104 на ФИГ. 4A-4D. Таким образом, катушке может быть придана надлежащая форма.

[0020] ФИГ. 2 представляет собой блок-схему, показывающую электрическое устройство системы управления для изготовления катушек 1 и 101-104. Устройство 20 управления выполнено с возможностью ориентации на компьютер и служит в качестве блока управления, включающего в себя ЦП, ПЗУ, ОЗУ и запоминающее устройство, включающее в себя энергонезависимую память. Устройство 20 управления соединено с устройством 22 ввода команд для введения различных рабочих сигналов с кодирующего устройства 14d и клавишными переключателями на рабочей панели, не один из которых не показан. Устройство 20 управления также соединено с различными датчиками 23 обнаружения, включающими в себя датчик обнаружения, расположенный вблизи каркаса 16, и контролирующими состояние намотки металлического листа 2. Например, датчик 23 обнаружения может включать в себя блок контроля листа, который выявляет начало наматывания конца металлического листа 2, и блок контроля толщины, который выявляет толщину металлического листа 2. Дополнительно, устройство 20 управления соединено с цепями 24, 25 и 26 управления приводом, приводящими в действие соответственно двигатель 14s для подающего механизма 14, прижимной механизм 17b и двигатель 16c для каркаса 16.

[0021] Запоминающее устройство 21 сохраняет в информации о катушке, относящуюся к катушкам 1 и 101-104, информацию о канале, относящуюся к каналам 18 и 19, и подобное. В случае катушки 1, например, информация о катушке включает в себя информацию о толщине металлического листа 2, а также форме и размерах в соотношении соответствия с каркасом 16 (размерах вертикальной более длинной стороны и горизонтальной более короткой стороны на ФИГ. 3). Информация о катушке, таким образом, задается для каждой из катушек 1 и 101-104. Информация о канале включает в себя информацию о местоположении установочного пространства каждой из катушек 102–104, а также о размерах каналов 18 и 19. Информация о канале, таким образом, задается в соотношении соответствия с информацией о катушке. Информация о канале и катушке может быть задана, исходя из управления оператором устройством 22 ввода команд, как будет описано в описании эксплуатации, а толщина может быть получена из датчика 23 обнаружения. Устройство 20 управления управляет двигателями 14c и 16c и различными исполнительными механизмами, такими как прижимной механизм 17b, исходя из вышеупомянутой информации, вследствие чего металлический лист 2 автоматически перематывается на каркас 16, исходя из вышеупомянутой информации.

[0022] Далее будет описана эксплуатация вышеописанной установки для изготовления катушек. Тело 11 рулона металлического листа 2 прикрепляют к крепежной детали 12a разматывающего устройства 12. Сторону конца концевой заделки обмотки тела 11 рулона перематывают так, чтобы она была установлена для подачи на сторону каркаса 16 через правильную машину 13, подающий механизм 14 и изгибающую установку 15. Конец концевой заделки обмотки тела 11 рулона служит в качестве начального конца обмотки при наматывании на каркас 16. Дополнительно, тело 11' рулона изолирующего листа 3 прикрепляют к другой крепежной детали 12a', устанавливаемой для подачи на сторону каркаса 16 из разматывающего устройства 12'.

[0023] Оператор управляет устройством 22 ввода команд для выбора типа изготавливаемых катушек 1 и 101-104 или для задания информации о катушке и информации о канале. При управлении пусковым переключателем устройства 22 ввода команд металлический лист 2 перематывают с тела 11 рулона, а подающий механизм 14 выполняет операции периодической подачи. В этом случае металлический лист 2, перематываемый с тела 11 рулона, заставляют проходить между верхними и нижним рабочими валками 13a и 13c и 13b так, что исключается внутреннее искривление, а тенденция к наматыванию корректируется, в результате чего металлический лист 2 становится плоским. Кроме того, устройство 20 управления рассчитывает количеств подачи металлического листа 2, исходя из сигнала обнаружения из кодирующего устройства 14d, выявляющего количество оборотов двигателя 14c подающего механизма 14, периодически приводящего в действие двигатель 14c, исходя из информации о катушке, вследствие чего образуется тенденция к загибанию, чтобы соответствовать углу каркаса 16 или углу металлического листа 12, намотанного на каркас 16.

[0024] Подаваемое количество на этапе подачи будет описано подробно в конкретном примере. Например, при изготовлении катушки 1 по ФИГ. 3 предположим, что начальный конец обмотки, который показан ссылочным символом «P0» на ФИГ. 3, прикрепляют к углу каркаса 16. Дополнительно, каркас 16, образованный с прямоугольной формой, если смотреть в осевом направлении, имеет сторону M1 с более коротким размером и сторону M2 с более длинным размером, как показано на ФИГ. 1. В этом случае устройство 20 управления подает сигнал, приводящий в движение двигатель 14c подающего механизма 14 так, что поданное количество L1, начиная от начального конца обмотки P0, было равно более короткому размеру M1, исходя из информации о катушке. Впоследствии устройство 20 управления передвигает прижимной механизм 17b вперед и назад к стороне гибочного штампа 17a (этап изгибания). В результате загнутая часть, служащая в качестве примера тенденции к загибанию, загнутая под углом 90°, образуется в местоположении P1, отстоящем от начального конца P0 обмотки на расстояние M1 на металлическом листе 2 (см. ФИГ. 3).

[0025] Дополнительно, устройство 20 управления приводит в действие двигатель 14c так, что второе подаваемое количество L2 равняется более длинной по размеру стороне M2 каркаса 16 и впоследствии перемещает прижимной механизм 17b вперед и назад. В результате загнутая часть, загнутая под углом 90°, образуется в местоположении P2, отстоящем от загнутой части P1 на расстояние M2 на металлическом листе 2. Таким образом, подаваемые количества L1, L2 и L3 из подающего механизма 14 задают равными более короткому размеру M1, более длинному размеру M2 и более короткому размеру M1, соответствующим углам каркаса 16 соответственно, а процесс загибания осуществляют каждый раз, когда двигатель 14c останавливают, вследствие чего образуются пластически деформированные загнутые части P1, P2 и P3.

[0026] Например, двигатель 16c для каркаса 16 приводят в действие так, чтобы он был синхронизирован с (настроен на) двигателем 14c для подающего механизма 14. Следовательно, даже когда вращающий момент, развиваемый двигателем 16c, является относительно небольшим, металлический лист 2 перематывают вместе с изолирующим листом 3, при этом они тесно прилипают к внешней периферийной поверхности каркаса 16, и соответственно между загнутыми под углом 90° частями P1-P3 и углами каркаса 16 не образуется никаких зазоров. Устройство 20 управления приводит в действие двигатель 14c, исходя из информации о катушке, вследствие чего загнутые части образуются в местоположениях (L4 = M2 + толщина пластины), полученных путем добавления толщины пластины металлического листа 2 к M2, с заданием, таким образом, подаваемого количества L4 после образования загнутой части P3.

[0027] Устройство 20 управления впоследствии задает подаваемые количества L5, L6,… LN, LN+1… металлического листа 2 (и изолирующего листа 3) посредством подающего механизма 14 так, что металлический лист 2, перемотанный в виде петлевой обмотки с помещенным между его витками изолирующим листом 3, принимает форму внешней периферийной конфигурации каркаса 16 (см. ФИГ. 1). Точнее говоря, устройство 20 управления рассчитывает подаваемые количества L5 и т.д., при этом принимая во внимание толщину уже намотанных листовых материалов 2 и 3, исходя из информации о катушке, включающей в себя вышеупомянутые размеры M1 и M2 каркаса 16 и толщину металлического листа 2 (и изолирующего листа 3). Процесс гибки последовательно осуществляется изгибающей установкой 15 согласно подаваемым количествам L5 и т.д., вследствие чего загнутые части согласно количеству, перематываемому каркасом 16, образуются на металлическом листе 2 перед перематыванием металлического листа 2 на каркас 16. В результате, как показано на ФИГ. 3, многослойная катушка 1 обладает более высокой точностью размеров и наилучшим механическим усилием при коротком замыкании без возникновения зазоров между слоями.

[0028] С другой стороны, при изготовлении катушек 101 – 104, как показано на ФИГ. 4, используют восьмиугольный цилиндрический каркас (не показан) вместо прямоугольного цилиндрического каркаса 16. Дополнительно, вместо гибочного штампа 17a для образования изогнутых под углом 90° частей используют гибочный штамп для образования изогнутых частей, которые изгибают под углом 45°, хотя это не показано на чертежах.

[0029] Способ изготовления катушек 102–104, имеющих каналы охлаждения, будет описан путем разъяснения катушки 104 на ФИГ. 4D. Точнее говоря, будут описаны различия между вышеописанной катушкой 1 и катушкой 104. Устройство 20 управления мгновенно останавливает приведение в действие подающего механизма 14 перед перематыванием участков Ia и Ib оправки слоев I для введения канала (см. ФИГ. 4D) в металлическом листе 2 в виде петлевой обмотки. В этом случае каналы 18 монтируют вручную и прикрепляют к участкам Ia и Ib оправки (монтаж и крепление могут быть автоматизированы). Участки Ia и Ib оправки на металлическом листе 2 расположены со стороны каркаса 16, а не со стороны подающего механизма 14 и изгибающей установки 15, а загнутая под углом 45° часть может быть идентифицирована как фиксатор. Следовательно, каждый канал 18 может быть точно смонтирован.

[0030] Впоследствии устройство 20 управления задает подаваемые количества металлического листа 2 так, что пространства для установки каналов 18 определяют соответственно в верхней и в нижней сторонах, как показано на ФИГ. 4D. Следовательно, поскольку загнутые части образуют согласно формам и размерам каналов 18, вследствие чего металлический лист 2 и каналы 18 тесно прилипают друг к другу, эффект теплоотдачи металлического листа 2 может быть улучшен. В результате, как показано на ФИГ. 4D, многослойная катушка 104 обладает повышенной точностью размеров и наилучшим механическим усилием при коротком замыкании без возникновения зазоров между слоями.

[0031] Дополнительно в способе изготовления любой из катушек 1 и 101-104 устройство 20 управления рассчитывает подаваемое количество из подающего механизма 14, исходя из информации о катушке, включающей в себя толщину металлического листа 2, информацию о канале и перематываемом количестве для каркаса (числе витков, получаемых из размера каркаса, и общей величине подаваемого количества) с последующим осуществлением процесса гибки. В результате можно выполнить высокоточное определение размеров.

[0032] Как описано выше, установка для изготовления катушек 1 и 101-104 согласно варианту воплощения включает в себя подающий механизм 14, подающий на сторону каркаса 16 металлический лист 2, размотанный блоком размотки, изгибающую установку 15, осуществляющую процесс гибки, при котором металлический лист 2, подаваемый подающим механизмом 14, изгибается перед перематыванием на каркас 16, и устройство 20 управления, управляющее процессом изгибания, осуществляемым изгибающей установкой 15, исходя из количества металлического листа 2, поданного подающим механизмом 14, вследствие чего при начале наматывания металлическому листу 2, перематываемому на каркас 16, придают форму, чтобы она соответствовала внешней периферийной конфигурации каркаса 16, а впоследствии соответствовала внешней периферийной конфигурации металлического листа 2, перематываемого на каркас 16 с образованием петлевой обмотки. Тенденцию к изгибанию в соответствии с количеством металлического листа 2, наматываемого каркасом, придают металлическому листу 2 процессом гибки, управляемым устройством управления 20, перед перематыванием металлического листа 2 на каркас 16.

[0033] Согласно этой конструкции тенденция к изгибанию в соответствии с внешней периферийной формой каркаса 16 и количеством металлического листа 2, наматываемого каркасом 16, может быть придана металлическому листу 2 перед перематыванием металлического листа 2 на каркас 16. Следовательно, перемотанные катушки 1 и 101-104 могут быть надежно предохранены от разбухания, вызванного упругим последействием, в результате чего точность размеров может быть улучшена. В связи с этим, когда в отличие от способа согласно варианту воплощения наматывание металлического листа на каркас не может быть осуществлено надлежащим образом, лист смещается в ширину, что приводит к прерыванию процесса наматывания. Однако согласно вышеописанной конструкции металлический лист 2 может быть надлежащим образом перемотан на каркас 16 и может быть предотвращено его смещение, в результате чего эффективность и качество изготовления металлического листа 2 могут быть улучшены.

[0034] Внешняя периферия каркаса 16 имеет многоугольную форму, если смотреть в осевом направлении оси 16a вращения, а изгибающая установка 15 выполнена с возможностью образования тенденции к загибанию на металлическом листе 2, соответствующей углу каркаса, а впоследствии - углу металлического листа 2, наматываемому на каркас 16 с образованием петлевой обмотки. В соответствии с этим, даже когда катушки 1 и 101-104 являются многоугольными по форме, угол может быть надежно загнут изгибающей установкой 15 до пластичной области. Следовательно, можно надежно предотвратить возникновение зазоров между слоями в углу, в результате чего может быть выполнено высокоточное определение размеров.

[0035] В частности, катушки 102–104, имеющие каналы 18 охлаждения или канал 19 охлаждения, образуют согласно формам и размерам каналов 18 и 19, вследствие чего металлический лист 2 и каналы 18 и 19 тесно прилипают друг к другу. Это может улучшить эффект теплового излучения металлического листа 2 и улучшить механическое усилие при коротком замыкании и подобное.

[0036] Подающий механизм 14 и изгибающую установку 15 при изготовлении установки размещают таким образом, чтобы они были расположены близко друг к другу. В соответствии с этим ошибка придания формы из-за изгибания металлического листа 2 может быть предотвращена насколько возможно и это дополнительно улучшает точность размеров.

[0037] Правильная машина 13 обеспечена между блоком размотки и подающим механизмом 14 для корректировки тенденции к наматыванию металлического листа 2, размотанного блоком размотки. В соответствии с этим правильная машина 13 может устранить внутреннее искажение, а тенденция к наматыванию может быть скорректирована, в результате чего металлический лист 2 можно сделать плоским. Следовательно, можно стабильно образовывать высокоточные катушки 1 и 101-104.

<Второй вариант воплощения>

[0038] ФИГ. 5 иллюстрирует второй вариант воплощения. Идентичные или сходные детали во втором варианте воплощения помечены теми же ссылочными символами, как и в вышеприведенном варианте воплощения. Описание идентичных или сходных деталей будет исключено, а будут описаны различия между первым и вторым вариантами воплощения.

[0039] Каркас 30 во втором варианте воплощения имеет внешнюю периферийную форму, которая является кольцевой, если смотреть в осевом направлении оси 16a вращения, и является цилиндрической. Изгибающая установка 31, служащая в качестве изгибающего блока, включает в себя множество прокатных валков 31a-31c и выполнена с возможностью образования тенденции к искривлению, соответствующему кривизне каркаса 30 или кривизне металлического листа 2, наматываемого на каркас 30 с образованием петлевой обмотки.

[0040] Точнее говоря, запоминающее устройство 21 сохраняет в качестве информации о катушке данные о подаваемом количестве металлического листа 2 и о радиусе кривизны в отношении соответствия с подаваемым количеством металлического листа 2 для каждого типа каркаса 30. Устройство 20 управления изменяет местоположения прокатных валков 31a-31c (например, вертикальные местоположения), которые приведены в примере на ФИГ. 5, в связи с подаваемым количеством металлического листа 2, исходя из данных о радиусе кривизны. В этом случае местоположения прокатных валков 31a-31c изменяют так, что металлический лист 2 изгибается так, чтобы соответствовать внешней конфигурации каркаса 30 или внешней конфигурации металлического листа 2, намотанного на каркас 30 с образованием петлевой обмотки. Металлический лист 2 может непрерывно подаваться подающим механизмом 14 (не показан на ФИГ. 5), расположенным в окрестностях передней стороны в направлении подачи изгибающей установки 31. В качестве альтернативы может быть добавлен серводвигатель, приводящий в действие любой из прокатных валков 31a-31c, или кодирующее устройство (нигде не показано), так что прокатные валки 31a-31c приводятся в действие при поддержании металлического листа 2 между валками 31a и 31c и валком 31b за счет заданного давления, в результате чего достигается та же функция, как и у подающего механизма 14.

[0041] Правильная машина может быть обеспечена между прокатными валками 31a-31c и разматывающим устройством 12 таким же образом, что и в первом варианте воплощения, для того, чтобы можно было устранить внутреннее искажение, хотя правильная машина не показана на ФИГ. 5.

[0042] В вышеописанной конструкции металлический лист 2 прокатывают от тела 11 рулона, а подающий механизм 14 (или прокатные валки 31a-31c) приводятся в действие для выполнения непрерывной подачи. Поскольку металлический лист 2 изгибают в его пластичной области прокатными валками 31a-31c на этапе изгибания (и на этапе подачи), внутреннее искажение металлического листа 2 может быть уменьшено.

[0043] Устройство 20 управления управляет процессом гибки с помощью прокатных валков 31a-31c, исходя из информации о катушке, вследствие чего тенденция к искривлению в соответствии с цилиндрической формой каркаса 30 придается началу металлического листа 2 для обмотки перед началом наматывания обмотки металлического листа 2 на каркас 30. Следовательно, металлический лист 2 перематывают на каркас 30 вместе с изолирующим листом 3 даже при небольшом вращающем моменте двигателя 16 для каркаса 30. Дополнительно устройство 20 управления может рассчитывать или корректировать радиус кривизны в соответствии с толщиной металлического листа 2. Устройство 20 управления осуществляет управление для регулирования местоположений прокатных валков 31a-31c, исходя из количества металлического листа 2, перематываемого на каркас 30. В результате процесс гибки осуществляют путем использования прокатных валков 31a-31c, вследствие чего радиус кривизны металлического листа 2 увеличивается (кривизна уменьшается) с увеличением количества металлического листа 2, намотанного на каркас 30. В результате цилиндрическая катушка (см. ФИГ. 5), намотанная в виде многослойной структуры, не имеет никаких зазоров между слоями и обладает повышенной точностью размеров и наилучшим механическим усилием при коротком замыкании без возникновения зазоров между слоями.

[0044] В установке для изготовления катушек согласно второму варианту воплощения изгибающая установка 31 выполнена с возможностью образования тенденции к искривлению, соответствующему кривизне каркаса 30 или кривизне металлического листа 2, перематываемого на каркас 30 с образованием петлевой обмотки. В соответствии с этим тенденция к искривлению в соответствии с количеством металлического листа 2, перематываемого на каркас 30, может быть придана металлическому листу 2 перед перематыванием металлического листа 2 на каркас 30. Следовательно, можно надежно предотвратить разбухание цилиндрической катушки из-за упругого последействия, в результате чего точность размеров может быть улучшена. Дополнительно металлический лист 2 может быть точно намотан на каркас, с предотвращением, таким образом, его смещения независимо от жесткости металлического листа 2, в результате чего цилиндрической катушке могут быть приданы превосходные эффективность изготовления и качество. Таким образом, второй вариант воплощения может достигнуть того же преимущественного эффекта, как и первый вариант воплощения.

[0045] Изгибающая установка 31 во втором варианте воплощения может быть выполнена с возможностью обладания функцией подающего механизма, как описано выше, или подающий механизм, который является таким же, как и подающий механизм 14 в первом варианте воплощения, может быть расположен в местоположении около входной стороны изгибающей установки 31.

[0046] В то время как были описаны определенные варианты воплощения, эти варианты воплощения были представлены лишь в качестве примера и не предназначены для ограничения объема изобретения. В действительности, новые варианты воплощения, описанные здесь, могут быть воплощены в разнообразии других форм; кроме того, различные опущения, замещения и изменения в форме вариантов воплощения, описанных здесь, могут быть выполнены без отступления от сущности изобретения. Прилагаемая формула изобретения и ее эквиваленты предназначены для охватывания таких форм или модификаций, которые могут находиться в рамках объема и сущности изобретения.

1. Установка для изготовления катушек, которая включает в себя блок размотки, выполненный с возможностью разматывания лентообразного металлического листа, намотанного на тело для намотки, и каркас, выполненный с возможностью перематывания металлического листа во время вращения металлического листа, содержащая:

подающий механизм, обеспеченный между блоком размотки и каркасом, для подачи размотанного блоком размотки металлического листа на боковую поверхность каркаса;

изгибающий блок, выполненный с возможностью осуществления процесса гибки, в котором подаваемый подающим механизмом металлический лист изгибают перед наматыванием металлического листа на каркас; и

блок управления, выполненный с возможностью управления процессом гибки посредством изгибающего блока, исходя из количества металлического листа, поданного подающим механизмом, так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас, при этом:

каркас имеет внешнюю периферийную форму, которая является многоугольной, если смотреть в осевом направлении его оси вращения;

изгибающий блок выполнен с возможностью образования тенденции к загибанию на металлическом листе, причем тенденция к загибанию соответствует углу каркаса или углу металлического листа, намотанного внахлест на каркас; и

блок управления выполнен с возможностью управления процессом гибки посредством изгибающего блока так, чтобы металлическому листу перед наматыванием металлического листа на каркас была придана тенденция к загибанию в соответствии с наматываемым количеством металлического листа на каркас.

2. Установка для изготовления катушек по п. 1, в которой подающий механизм и изгибающий блок расположены в установке поблизости друг от друга.

3. Установка для изготовления катушек по п. 1 или 2, дополнительно содержащая правильную машину, обеспеченную между блоком размотки и подающим механизмом, для корректировки тенденции к наматыванию металлического листа, размотанного блоком размотки.

4. Способ изготовления катушки, в котором предусмотрен блок размотки для разматывания лентообразного металлического листа, намотанного на тело для намотки, а металлический лист, размотанный из тела для намотки, перематывают на каркас, причем способ содержит:

подачу размотанного из блока размотки металлического листа на боковую поверхность каркаса посредством подающего механизма, обеспеченного между блоком размотки и каркасом; и

изгибание металлического листа, поданного подающим механизмом, перед наматыванием металлического листа на каркас, причем:

каркас имеет внешнюю периферийную форму, которая является многоугольной, если смотреть в осевом направлении его оси вращения;

при изгибании осуществляют процесс гибки, при котором на металлическом листе образуется тенденция к загибанию так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас, причем тенденция к загибанию соответствует углу каркаса или углу металлического листа, намотанного внахлест на каркас; и

тенденцию к загибанию в соответствии с наматываемым количеством металлического листа на каркас придают металлическому листу посредством процесса гибки перед перематыванием этого металлического листа на каркас.

5. Катушка, выполненная разматыванием лентообразного металлического листа, намотанного на тело для намотки, и перематыванием металлического листа на каркас, имеющий внешнюю периферийную форму, которая является многоугольной, если смотреть в осевом направлении его оси вращения, при этом металлическому листу придана тенденция к загибанию в соответствии с количеством металлического листа, намотанного на каркас, так, чтобы при начале наматывания металлическому листу была придана форма, соответствующая внешней периферийной форме каркаса, а впоследствии - соответствующая внешней периферийной форме металлического листа, намотанного внахлест на каркас, причем тенденция к загибанию соответствует углу каркаса или углу металлического листа, намотанного внахлест на каркас, причем тенденцию к загибанию придают перед перематыванием этого металлического листа на каркас.