BRPI0413735B1

BRPI0413735B1 - dispositivo de enrolamento de bobina

Info

Publication number: BRPI0413735B1
Application number: BRPI0413735A
Authority: BR
Inventors: Peter Schmalholz
Original assignee: Starlinger & Co Gmbh
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2016-06-14
Also published as: CN1839083A; US7651046B2; ES2279378T3; CL43724B; ATE349393T1; RU2006108547A; AT502728B1; EG24163A; ZA200601269B; AR045242A1; EP1656317B1; PL1656317T3; MXPA06001926A; AT502728A1; SI1656317T1; CN100509599C; EP1656317A1; RU2339564C2; DE502004002483D1; WO2005019081A1

Abstract

"dispositivo de enrolamento de bobina". a presente invenção refere-se a um dispositivo de enrolamento de bobina para geração de uma bobina pelo enrolamento de um filete ou uma fita fina sobre um núcleo de bobina que compreende recurso de fixação (12) para manter um núcleo de bobina (8) e girá-lo ao redor de um eixo de rotação (a), recurso de prensagem de filete (7) para pressionar um filete (1) ou uma fita fina contra a superfície periférica de uma bobina (9) que se forma no núcleo da bobina (8), por meio disso os recursos de prensagem do filete são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação (a), um guia de filete transversal (10) localizado perto do recurso de prensagem de filete (7) para alternar o filete (1) ou a fita fina ao longo do eixo de rotação (a), e recurso de suporte de filete (14) para conduzir o filete suprido para a bobina ou núcleo da bobina, respectivamente, em uma maneira axialmente estacionária em relação ao eixo de rotação (a). os recursos de prensagem de filete (7) são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação (a) junto com o recurso de suporte de filete (14), de modo que a distância (z) entre o recurso de prensagem de filete (7) e o recurso de suporte de filete (14) permanecerá constante.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE ENROLAMENTO DE BOBINA". A presente invenção refere-se a um dispositivo de enrolamento de bobina para geração de uma bobina pelo enrolamento de um filete ou fita fina sobre um núcleo de bobina, de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

Dispositivos de enrolamento de bobina servem para enrolar file-tes ou fitas finas sobre um núcleo de bobina, que geralmente tem uma forma cilíndrica ou cônica, de modo a formar uma bobina. No caso de um dispositivo de enrolamento de bobina conhecido como ilustrado em vista lateral no diagrama esquemático da Figura 1, um filete 1 chega em uma primeira polia de deflexão 2 do dispositivo de enrolamento de bobina imediatamente com a sua produção. De lá, o filete 1 passa adiante para um assim chamado "rolo dançarino" 3, que é uma polia de deflexão que pode ser desviada orientada à mola, e no rolo dançarino ele é desviado e apertado. Do rolo dançarino 3, o filete 1 passa adiante para uma outra polia de deflexão 4, e de lá para um dispositivo de controle 5. O dispositivo de controle compreende recurso de deflexão de filete 6, que pode ser configurado como curvas de deflexão, bem como um rolo de prensa 7, que a princípio, no começo do processo de enrolamento da bobina, pressiona o filete 1 contra a superfície periférica de um núcleo de bobina 8 e a seguir, com uma bobina 9 se construindo do filete suprido, contra a periferia da bobina 9 que está se formando. O núcleo da bobina 8 é giratório ao redor de um eixo de rotação A. Um guia de filete 10 alternando o filete axialmente através da bobina, assim provendo uma estrutura de bobina regular de acordo com um padrão de enrolamento predeterminado, fica localizado no dispositivo de controle 5 entre o recurso de deflexão 6 e o rolo de prensa 7. De modo a manter uma força de pressão uniforme do rolo de prensa 7 contra a bobina 9 quando o diâmetro da bobina D está aumentando, o dispositivo de controle 5 é articulável ao redor de um eixo articulado C e é assim capaz de compensar o diâmetro de bobina crescente. A seta p(D) representa o ângulo de deflexão do dispositivo de controle 5 dependendo do diâmetro da bobina D. A bobina 9 ou o núcleo de bobina 8 é acionado por um motor (não-ilustrado) em uma velocidade angular Ω. A tensão no filete 1 quando ele está sendo enrolado sobre a bobina 9 é crítica para a qualidade do enro-lamento da bobina. Se a tensão no filete afrouxa, a velocidade do motor deve ser aumentada de modo a restaurar a tensão desejada. O rolo dançarino 3 serve para regular a velocidade do motor, cujo rolo dançarino já por si próprio provê uma certa compensação da tensão do filete devido a sua orientação de mola. Um aumento na velocidade do motor é causado se o rolo dançarino 3 cede por causa da tensão decrescente no filete 1. Se o rolo dançarino 3 se eleva por causa de um aumento na tensão do filete, a velocidade do motor é reduzida. Variações na tensão do filete que necessitam de mudanças na velocidade do motor ocorrerão se o diâmetro da bobina D aumenta ou se a produção do filete e, portanto, o suprimento do filete para o dispositivo de enrolamento de bobina acelera ou desacelera.

Uma outra razão para as variações na tensão do filete é o movimento axial do guia de filete 10, tal como explicado por meio da ilustração em perspectiva da Figura 2. A Figura 2 mostra a trajetória do filete 1 da polia de deflexão 4, por um recurso de deflexão 6 formado como uma curva de deflexão reta, através do guia de filete 10 e, através do rolo de prensa 7, sobre a bobina 9. Se o guia de filete 10 está nas extremidades axiais da bobina 9 durante a sua alternação axial, o filete 1 é guiado para a borda da bobina, dessa maneira definindo uma trajetória da polia de deflexão 4 para a borda da bobina que é mais longa do que com o guia do filete 10 situado no centro da bobina e com o filete 1 definindo a trajetória da polia de deflexão 4 para o centro da bobina (ilustrado por uma linha tracejada). Devido à trajetória de filete diminuída, o filete fica solto no centro da bobina. Como o movimento axial do filete é geralmente executado em uma frequência relativamente alta, a variação resultante na tensão do filete não pode ser compensada regulando a velocidade de rotação do motor de acionamento da bobina, desde que qualquer tipo de unidade de controle, tal como um controlador PÍD, seria muito lento ou seria, sob tais condições, propenso à oscilação instável, isto é, um comportamento de controle instável. Portanto, até agora foi possível conter a influência das trajetórias do filete que têm comprimentos diferentes na borda da bobina e no centro da bobina, respectivamente, na tensão do filete meramente por meio de uma distância tão grande quanto possível entre a polia de deflexão 4 e o rolo de prensa 7. Se a distância é maior, o ângulo que se estende entre a polia de deflexão 4 e as duas posições do filete 1 nas bordas da bobina e, portanto também o fator (co-seno) da deformação longitudinal se tornarão menores.

Novamente com referência à ilustração da Figura 1, é evidente que o comprimento da trajetória do filete x{p) entre a polia de deflexão estacionária 4 e o recurso de deflexão 6 preso no dispositivo de controle 5 muda dependendo do diâmetro da bobina D, desde que um aumento no diâmetro da bobina resultará em uma deflexão do dispositivo de controle 5 na direção da polia de deflexão 4. Com uma deflexão do dispositivo de controle 5, a distância z(p) entre o rolo de prensa 7 localizado no dispositivo de controle 5 e a polia de deflexão estacionária 4 mudará também. A distância y entre o rolo de prensa 7 e o recurso de deflexão 6 permanece constante a despeito da deflexão do dispositivo de controle 5, Os efeitos diante das tensões incorretas no filete na qualidade da bobina são enormes. A escolha da tensão do filete para o processo de enro-lamento não será discutida em detalhes adicionais agora, entretanto, em termos gerais pode ser dito que uma tensão incorreta do filete e em particular uma tensão variada do filete entre a borda da bobina e o centro da bobina resultará em um filete que se desprende da borda da bobina, tal como ilustrado na Figura 3. Na Figura 3, pode ser observado que o filete 1 se desprendeu da borda da bobina 9 e sobre o núcleo da bobina 8 e subseqüente-mente se enrolaria ao redor do núcleo da bobina. Esse desprendimento do filete teria um impacto na capacidade de produção já durante o processo de fabricação da bobina e levaria a paradas improdutivas, ou teria um impacto quando usando a bobina posteriormente, por exemplo, quando tecendo o filete, e podería então levar a paradas improdutivas ou interrupções. O fato que o filete não se desprenda é assim um dos aspectos mais importantes de uma bobina. Com os dispositivos conhecidos de enro- lamento de bobina era, entretanto, difícil satisfazer esse critério em uma maneira satisfatória. Particularmente como um resultado da alta frequência de enrolamento, não era possível compensar as tensões variadas no filete entre a borda da bobina e o centro da bobina pelo uso dos sistemas de controle de motor.

Portanto, é o objetivo da invenção prover um dispositivo de enrolamento de bobina que evita as desvantagens acima indicadas e por meio do qual é possível enrolar bobinas de uma qualidade significativamente maior. O dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção para geração de uma bobina pelo enrolamento de um filete ou uma fita fina sobre um núcleo de bobina compreende recurso de fixação para manter o núcleo da bobina e girá-lo ao redor de um eixo de rotação, recurso de prensagem de filete para pressionar um filete ou uma fita fina contra a superfície periférica de uma bobina que se forma no núcleo da bobina, por meio do que os recursos de prensagem de filete são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação, com o recurso de prensagem de filete preferencialmente sendo configurado como um rolo de prensa com um eixo longitudinal orientado em paralelo ao eixo de rotação, um guia de filete transversal localizado perto do recurso de prensagem de filete para alternar o filete ou a fita fina ao longo do eixo de rotação, e recurso de suporte de filete para conduzir o filete suprido para a bobina em uma maneira axi-almente estacionária em relação ao eixo de rotação. A solução de acordo com a invenção consiste em que os recursos de prensagem de filete são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação junto com o recurso de suporte de filete, de modo que a distância entre o recurso de prensagem de filete e o recurso de suporte de filete permanecerá constante. Pela dita medida, o impacto do diâmetro da bobina que aumenta durante o enrolamento na tensão do filete é eliminado.

Deve ser mencionado que na descrição seguinte o termo "filete" é usado na maioria das vezes. Entretanto, no contexto, esse termo é entendido para abranger fitas finas também. Como uma modalidade exemplar de uma fita fina, uma fita fina esticada de plástico de única ou múltiplas cama- das é mencionado.

Aiém do mais, deve ser mencionado que o núcleo da bobina é geralmente um elemento feito de papelão, um material sintético ou metal, que é preso em um dispositivo de fixação giratório e forma um transportador para o filete a ser enrolado. Entretanto, em algumas aplicações, o dispositivo de fixação pode ser configurado como um fuso sobre o qual o filete é enrolado diretamente e de cujo fuso a bobina é retirada com a sua conclusão. Em tais aplicações, o termo núcleo de bobina como usado aqui refere-se ao fuso.

Embora seja concebível dispor o guia de filete transversal entre o recurso de prensagem de filete e o recurso de suporte de filete sem qualquer suporte de filete adicional, por razões de um suprimento de filete mais suave para a bobina, é preferível se pelo menos um recurso de deflexão de filete seja disposto entre o recurso de prensagem de filete e o recurso de suporte de filete, cujo recurso de deflexão de filete é móvel radialmente em relação ao eixo de rotação junto com o recurso de prensagem de filete e o recurso de suporte de filete. O recurso de deflexão de filete pode ser configurado, dessa maneira, como um recurso de compensação de trajetória do filete que compensa os comprimentos diferentes da trajetória do filete do recurso de suporte de filete para o recurso de prensagem de filete entre a borda da bobina e o centro da bobina, tal como ilustrado abaixo em mais detalhes. Em uma modalidade firme e confiável, o recurso de compensação da trajetória do filete é configurado como uma curva de deflexão que é curvada em um raio predeterminado. De acordo com o estado da técnica, a configuração do recurso de compensação da trajetória do filete como uma curva de deflexão em formato de arco circular poderia ser otimizada somente para um diâmetro de bobina particular, onde o raio da curva de deflexão foi ajustado para a distância entre o recurso de suporte de filete e a curva de deflexão, enquanto que trajetórias de filete de comprimentos diferentes continuariam a ser providas na borda da bobina e no centro da bobina se o dito diâmetro de bobina particular fosse excedido ou ficasse abaixo. De acordo com a invenção, a distância entre o recurso de suporte de filete e a curva de deflexão permanece inalterada independentemente do diâmetro respectivo, de modo que será possível atingir uma compensação de trajetória de filete perfeita entre a borda da bobina e o centro da bobina para todos os diâmetros de bobina por meio de uma curva de deflexão de formato de arco circular cujo raio é ajustado para a soma das trajetórias de filete do recurso de suporte de filete para a curva de deflexão, e, além disso, para o recurso de prensagem de filete.

Em uma modalidade preferida do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção, o recurso de prensagem de filete, o recurso de suporte de filete e opcionalmente também o recurso de deflexão de filete são giratórios ao redor de um eixo articulado comum correndo em paralelo com o eixo de rotação da bobina. Em uma modalidade compacta e mecanicamente muito estável, o recurso de prensagem de filete, o recurso de suporte de filete e opcionalmente o recurso de deflexão de filete são integrados em um dispositivo de controle que é giratório ao redor do eixo articulado acima mencionado. A grande confiabilidade da construção do dispositivo de enrolamento de bobina é obtida se os recursos de suporte de filete são configurados como um rolo ou orelha. Em uma modalidade muito firme da invenção, o recurso de deflexão de filete é configurado como uma curva de deflexão.

Em uma modalidade preferida do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção, um sensor de tensão de filete é disposto a montante do recurso de suporte de filete. Entretanto, ao contrário dos dispositivos da técnica anterior, o dito sensor de tensão de filete não é sujeito a quaisquer variações rápidas na tensão do filete causadas por diâmetros de bobina diferentes, de modo que o seu sinal de saída pode ser usado com grande confiabilidade para regular a tensão do filete.

Em uma primeira modalidade mecanicamente simples, o sensor de tensão de filete é disposto em uma maneira estacionária. Nessa modalidade, o ângulo de deflexão do filete no sensor de tensão de filete mudaria por razões de projeto, que pode ser determinado de volta para a mudança de posição do recurso de suporte de filete no caso de um diâmetro de bobi- na crescente. Dessa maneira, os resultados de medição do sensor de tensão de filete poderíam ser ligeiramente falsificados. De modo a remediar essa desvantagem possível, um recurso de deflexão de filete estacionário pode ser disposto entre o recurso de suporte de filete e o sensor de tensão de filete em uma modalidade da invenção.

Em uma modalidade alternativa, o sensor de tensão de filete é disposto em uma maneira móvel junto com o recurso de suporte de filete, de modo que a distância entre eles permanecerá constante. Nessa modalidade, o problema acima mencionado de um ângulo de deflexão de filete variado não ocorre no sensor de tensão de filete.

Em uma modalidade preferida da invenção, o sensor de tensão de filete compreende uma iança de guindaste com calibre de tensão, com a lança de guindaste transportando um recurso de deflexão de filete que preferencialmente produz uma deflexão do filete ou da fita fina por 150 a 180°.

Pelas medidas de acordo com a invenção para impedir comprimentos variados de trajetória de filete durante o enrolamento do filete sobre a bobina e para impedir variações de tensão de filete de alta frequência como um resultado disso, tornou-se possível usar os sinais de saída do sensor de tensão de filete para controlar o motor da bobina. Para essa finalidade, os sinais de saída do sensor de tensão de filete, que são representativos para a tensão do filete, são supridos para uma unidade de controle, preferencialmente um controlador PI D, como sinais de entrada, cuja unidade de controle regula a velocidade de rotação do motor de acionamento da bobina dependendo dos sinais de entrada e de um sinal de referência. Por meio do controle eletrônico, a qualidade das bobinas pode ser substancialmente melhorada. De preferência, o motor de acionamento gira o dispositivo de fixação do núcleo da bobina ou o recurso de prensagem de filete. A invenção será agora ilustrada em detalhes adicionais por meio de modalidades não-limitadoras com referência aos desenhos. Nos desenhos: A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de enrolamento de bobina conhecido; A Figura 2 mostra um mecanismo de deflexão e prensagem de filete do dispositivo de enrolamento de bobina conhecido; A Figura 3 mostra os efeitos de uma tensão de filete incorreta durante a fabricação de uma bobina;

As Figuras 4A e 4B mostram esquematicamente uma primeira modalidade do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção em diâmetros de bobina diferentes; A Figura 5 mostra um recurso de compensação de trajetória de filete como parte de um dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção; A Figura 6 mostra a eficácia do recurso de compensação da trajetória de filete da Figura 5 em comparação com uma curva de deflexão reta; A Figura 7 mostra um diagrama de blocos de um controle de motor eletrônico do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção; A Figura 8 é uma vista em perspectiva de um controlador de tensão de filete do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção; A Figura 9 mostra as correlações geométricas do dispositivo de enrolamento de bobina na Figura 4B; A Figura 10 mostra a correção geométrica dos ângulos das poli-as de deflexão no dispositivo de enrolamento da bobina; A Figura 11 mostra um diagrama da resistência de filete dependendo do diâmetro da bobina; A Figura 12 mostra as correlações geométricas de uma modalidade adicional de um dispositivo de enrolamento de bobina; A Figura 13 mostra a correção geométrica dos ângulos das poli-as de deflexão no dispositivo de enrolamento de bobina da Figura 12; A Figura 14 mostra um diagrama da resistência do filete dependendo do diâmetro da bobina da modalidade da Figura 12; A Figura 15 mostra as correiações geométricas de uma modalidade adicional de um dispositivo de enrolamento de bobina; A Figura 16 mostra um diagrama da resistência do filete dependendo do diâmetro da bobina da modalidade da Figura 15.

Na Figura 4A, uma primeira modalidade do dispositivo de enro-lamento de bobina de acordo com a invenção é ilustrada esquematicamente, a qual é um avanço do dispositivo de enrolamento de bobina conhecido de acordo com a Figura 1. Um filete 1 ou uma fita fina chega em uma primeira polia de deflexão 2 do dispositivo de enrolamento de bobina imediatamente com a sua produção. De lá, o filete 1 corre sobre um sensor de tensão de filete 13 equipado com uma polia de deflexão. Uma modalidade do dito sensor de tensão de filete 13 será descrita abaixo em detalhes. Do sensor de tensão de filete 13, o filete 1 corre para um recurso de suporte de filete 14, que pode ser configurado como uma polia de deflexão montada com rotação em uma lança de guindaste 15a de um dispositivo de controle 15. O dispositivo de controle 15, além disso, compreende recurso de deflexão de filete 6, que - tal como nessa modalidade exemplar - pode ser configurado como curvas de deflexão retas, bem como um rolo de prensa 7, que em princípio, no começo de um processo de enrolamento de bobina, pressiona o filete 1 contra a superfície periférica de um núcleo de bobina 8 e a seguir, com uma bobina 9 que está se formando do filete suprido, contra a periferia da bobina 9 que está se formando. O núcleo da bobina 8 é giratório ao redor do eixo de rotação A. Um guia de filete transversal 10 alternando o filete axialmente através da bobina, assim provendo uma estrutura de bobina regular de acordo com um padrão de enrolamento predeterminado, está localizado no dispositivo de controle 15 entre o recurso de deflexão 6 e o rolo de prensa 7. De modo a manter uma força de pressão uniforme do rolo de prensa 7 contra a bobina 9 quando o diâmetro da bobina D está aumentando, o dispositivo de controle 5 é articulável ao redor de um eixo articulado C e é assim capaz de compensar o diâmetro crescente da bobina. A seta p(D) representa o ângulo de deflexão do dispositivo de controle 5 dependendo do diâmetro da bobina D.

Por meio da medida de acordo com a invenção de integração do recurso de suporte de filete 14 através da lança de guindaste 15a no disposi- tivo de controle 15, a distância x entre o recurso de suporte de filete 14 e o recurso de deflexão 6, bem como a distância z entre o recurso de suporte de filete 14 e o recurso de prensagem de filete 7 permanecerá constante independentemente do diâmetro instantâneo D da bobina 9 e independentemente do ângulo de deflexão instantâneo p(D) do dispositivo de controle 15, em oposição ao dispositivo de enrolamento de bobina da técnica anterior. Isso é melhor visível quando comparando a Figura 4A, onde a bobina 9 ainda tem um pequeno diâmetro D, com a Figura 4B, com a Figura 4B mostrando o dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção da Figura 4A em um estágio posterior do processo de enrolamento da bobina, onde o diâmetro da bobina já aumentou substancialmente e, portanto, o dispositivo de controle articulou por um ângulo maior p(D). Entretanto, como pode ser observado, o triângulo que se estende entre o recurso de suporte de filete 14, o recurso de deflexão 6 e o recurso de prensagem de filete 7 permanece constante com seus lados x - y - z, independentemente do ânguio de deflexão do dispositivo de controle. Assim, o impacto do diâmetro de bobina variado na tensão do filete foi eliminado com sucesso.

Entretanto, a modalidade do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção como de acordo com as Figuras 4A e 4B compreendendo um recurso de deflexão de filete 6 configurado como uma curva de deflexão reta ainda exibe a dependência do comprimento da trajetória do filete na posição do filete no centro da bobina ou na borda da bobina, tal como descrito acima com referência a Figura 2. De modo a minimizar essa influência, uma grande distância x entre o recurso de suporte de filete 14 e o recurso de deflexão de filete 6 e uma grande distância z, respectivamente, entre o recurso de suporte de filete 14 e o recurso de prensagem de filete 7 são necessárias.

Uma possibilidade para compensar completamente os diferentes comprimentos da trajetória do filete na borda da bobina e no centro da bobina, é mostrada em uma vista em perspectiva na Figura 5 e é baseada na configuração do recurso de deflexão de filete como um recurso de compensação da trajetória de filete formada como uma curva de deflexão curvada 16, com o raio de curvatura da curva de deflexão correspondendo com o comprimento L do filete 1 entre o recurso de suporte de filete 14 e a curva de deflexão 16. Se uma curva de deflexão curvada foi integrada na modalidade das Figuras 4A e 4B ao invés da curva de deflexão reta 6, a soma das distâncias x e y, em cada ponto de deflexão do filete, seria constante em relação ao eixo da bobina, enquanto que a distância y diminuiria para as bordas da bobina. A eficácia de uma tal compensação do comprimento do filete é ilustrada na Figura 6 por meio de uma comparação entre uma curva de deflexão reta 6 e uma curva de deflexão curvada 16. Pode ser observado que, no caso da curva de deflexão reta 6, a trajetória do filete se projeta no centro da bobina além da curva de deflexão por uma distância L1. Isso leva a um afrouxamento da tensão de filete toda vez que o filete está localizado no centro da bobina. Embora a configuração do recurso de deflexão de filete como uma curva de deflexão curvada 16 seja conhecida por si, a dita medida obtém sua eficácia total somente por meio da presente invenção, onde a distância entre o recurso de suporte do filete 14 e a curva de deflexão 16 permanece constante independentemente do diâmetro da bobina. De acordo com o estado da técnica, era somente possível otimizar o raio de curvatura da curva de deflexão para um diâmetro de bobina único de modo que, com cada diâmetro de bobina que se desviasse desse valor, diferenças nos comprimentos da trajetória do filete continuariam a existir entre a borda da bobina e o centro da bobina.

Novamente com referência à ilustração da Figura 5, um motor 11 é esquematicamente ilustrado na dita figura, cujo motor aciona um dispositivo de fixação do núcleo da bobina 12 formado como um fuso, dessa maneira girando a bobina 9 em uma velocidade angular Ω.

Tal como inicialmente mencionado, a tensão no filete 1 quando ele está sendo enrolado sobre a bobina 9 é crítica para a qualidade do enro-lamento da bobina. Se a tensão no filete afrouxa, a velocidade do motor deve ser aumentada de modo a restaurar a tensão desejada, se a tensão aumenta, a velocidade do motor deve ser reduzida. Desde que, por meio da invenção, variações de alta freqüência na tensão do filete são amplamente ou completamente eliminadas quando alternando o guia de filete transversal 10, torna-se possível assim pela primeira vez usar um circuito de controle eletrônico para regular a velocidade do motor, sem o dito circuito de controle ser propenso a oscilações. Por meio do controle eletrônico é possível ajustar a tensão desejada do filete muito mais exatamente do que de acordo com o estado da técnica onde isso era realizado mecanicamente através de uma orientação de mola em um rolo dançarino. O circuito de controle eletrônico é ilustrado esquematicamente no diagrama de blocos da Figura 7. Por meio desse, o motor 11 gira a bobina 9 através do dispositivo de fixação do núcleo da bobina 12, assim gerando uma tensão de filete particular no filete 1 que está enrolado sobre a bobina 9, cuja tensão de filete é varrida pelo sensor de tensão do filete 13 e é suprida para um circuito de controle 17 como um sinal elétrico TS. O circuito de controle 17 pode ser vantajosamente configurado como um controlador PI ou como um controlador PI D. Se o circuito de controle 17 detecta que a tensão do filete instantânea se desvia de um valor estabelecido Ref, ele gera (ou muda) o sinal de saída OS que age em um a-cionador do motor 18 de modo a ajustar a velocidade de rotação do motor 11, tal que a tensão do filete será trazida para o valor estabelecido. Dependendo do projeto do motor 11, o acionadordo motor 18 pode ser configurado, por exemplo, como um conversor de freqüência estático.

Na Figura 8, uma modalidade do sensor de tensão do filete 13 é ilustrada em detalhes. O sensor de tensão do filete 13 compreende uma polia de deflexão 13a posicionada na extremidade livre de um braço de extensão (lança de guindaste) 13b. A outra extremidade do braço de extensão é fixada com segurança em um suporte 19. Aproximadamente na metade do comprimento do braço de extensão 13b, um calibre de tensão (DMS) 13c é fixado que mede continuamente a tensão do filete 1 correndo ao redor do rolo 13a. Mais precisamente, o calibre de tensão 13c mede a tensão ou deformação perturbadora do braço de extensão 13b causada pela tensão do filete. O sinal de medição gerado pelo calibre de tensão é usado subseqüen-temente para regular a velocidade de rotação, tal como explicado acima. A força de tração do filete 1 que age sobre a polia de deflexão 13a depende do ângulo da extremidade do filete que chega e que sai em relação à direção de medição do DMS. Dependendo do projeto de construção, os ângulos mudam de acordo com o diâmetro da bobina ou permanecem constantes. No seguinte, umas poucas variações serão descritas com referência aos desenhos, onde a correlação geométrica entre o diâmetro de bobina variável D e a força do filete B(D) em uma força predeterminada S é ilustrada analitica-mente. S é a soma das quantidades das forças do filete B(D) que agem sobre o DMS e é constante nesse caso.

Em princípio, a geometria do dispositivo de enrolamento de bobina da Figura 4B será ilustrada com referência à Figura 9, cujo dispositivo de enrolamento de bobina tem uma polia de deflexão estacionária 13a do sensor de tensão de filete, bem como um ângulo variável entre a polia de deflexão 13a e o recurso de suporte de filete 14. Na dita variação, o ângulo α permanece constante. O tamanho da porção invariável da extremidade do filete que chega depende do ângulo α e da direção de medição v da tensão do filete. A quantidade da porção que sai é associada com o diâmetro da bobina. A dita dependência será descrita abaixo em detalhes. Da Figura 9, pode ser observado que os ângulos α e γ devem ser corrigidos por causa do raio das polias de deflexão, de modo a manter a direção da força das fitas finas. A correção necessária dos ângulos das polias de deflexão é ilustrada na Figura 10.

As quantidades seguintes resultam através de relações de ângulo simples a partir dos parâmetros de posição providos implicitamente: Em consideração com o diâmetro do rolo, o ângulo y(D) a yc{D) resulta (ver Figura 10): Em analogia com yc(D), ac para resulta.

Se a inclinação da direção da força v do calibre de tensão (DMS) é adicionada ou subtraída, respectivamente para ou dos ângulos acima indicados, a força do filete B(D) pode ser calculada a partir da força predeterminada S.

Na Figura 11, o comportamento da força do filete B{D) é ilustrado em Newton [N] de modo exemplar dependendo do diâmetro da bobina D em [m], O ângulo v foi escolhido tal que a direção da força no DMS era a simetria angular da força do filete do rolo 2 e a simetria angular das posições finais em D=40 mm e D=180 mm do recurso de suporte do filete 14. Por isto, deve ser considerado que a simetria angular do filete para o recurso de suporte do filete 14 não é alcançada com um diâmetro médio de bobina D=90 mm, mas somente com um diâmetro D maior. Entretanto, existe uma razão diferente por trás do fator principal da assimetria da força máxima: a força indo para o rolo 2 é constante, a maior contribuição do filete para o recurso de suporte do filete 14 é obtida se o filete estiver posicionado em paralelo com a direção da força no DMS, ao invés de se a direção da força no DMS está posicionada na simetria angular de ambas as forças do filete.

Na Figura 12, uma modalidade do dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção é ilustrada, a qual tem uma polia de defle-xão 13a do sensor de tensão do filete, cuja polia articula junto com o dispositivo de controle 15, bem como um ângulo variável entre a dita polia de defle-xão 13a e a polia de deflexão estacionária 2. A polia de deflexão 13a do sensor de tensão do filete é conectada com o dispositivo de controle 15 através de uma lança de guindaste 15b. Dessa maneira, também a direção de medição do DMS é distorcida. Nessa variação, o ângulo a, assim, depende do diâmetro da bobina. Nessa variação, o ângulo do filete em relação ao recurso de suporte do filete 14 e à direção da força do DMS é constante. No lugar disso, o ângulo do DMS em relação ao rolo 2 muda. Em contraste com a variação prévia, esse ângulo variável não depende somente do diâmetro da bobina D, mas também da altura da posição do dispositivo de enrolamen-to da bobina! Também nesse caso, os ângulos a e γ devem ser corrigidos, tal como ilustrado na Figura 13.

Portanto, as quantidades seguintes resultam através de relações de ângulo simples dos parâmetros de posição providos implicitamente: Em consideração aos diâmetros do rolo, o ângulo y a yc resulta (ver Figura 10): Da Figura 13, ac(D) para: resulta.

Se a inclinação da direção da força v do DMS é adicionada no ângulo yc acima indicado, a força do filete B(D) pode ser calculada a partir da força predeterminada S.

Na Figura 14, o comportamento da força do filete B(D) é exemplarmente ilustrado em Newton [N] dependendo do diâmetro da bobina D em [m].

Em uma outra variação de um dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a invenção como ilustrado na Figura 15, a polia de de-flexão 13a do sensor de tensão do filete é disposta em uma maneira estacionária. Por meio de uma polia de deflexão adicional 19, uma direção de força constante resultante será atingida na polia de deflexão 13a do sensor de tensão do filete. Na dita variação, as direções de força das forças do filete permanecem constantes. Assim, elas não dependem do diâmetro D da bobina. Ambos os ângulos yc e ac devem ser novamente corrigidos: Em analogia com yc, ac para resulta.

Se a inclinação da direção da força v do DMS é adicionada ou subtraída, respectivamente, para ou dos ângulos acima indicados, a força do filete B pode ser calculada a partir da força predeterminada S.

Na Figura 16, o comportamento da força do filete B é exemplarmente ilustrado em Newton [N], É evidente que ela seja completamente independente do diâmetro da bobina.

Claims

1. Dispositivo de enrolamento de bobina para geração de uma bobina pelo enrolamento de um filete ou uma fita fina sobre um núcleo de bobina, compreendendo: recurso de fixação (12) para manter um núcleo de bobina (8) e girá-lo ao redor de um eixo de rotação (A), recurso de prensagem de filete (7) para pressionar um filete (1) ou uma fita fina contra a superfície periférica de uma bobina (9) que se forma no núcleo da bobina (8), por meio disso os recursos de prensagem do filete são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação (A), com o recurso de prensagem de filete (7} preferencialmente sendo configurado como um rolo de prensa com um eixo longitudinal orientado em paralelo com o eixo de rotação (A), um guia de filete transversal (10) localizado perto do recurso de prensagem de filete (7) para alternar o filete (1) ou a fita fina ao longo do eixo de rotação (A), recurso de suporte de filete (14) para conduzir o filete suprido para a bobina ou núcleo da bobina, respectivamente, em uma maneira axial-mente estacionária em relação ao eixo de rotação (A), caracterizado em que os recursos de prensagem de filete (7) são móveis essencialmente na direção radial em relação ao eixo de rotação (A) junto com o recurso de suporte de filete (14), de modo que a distância (z) entre o recurso de prensagem de filete (7) e o recurso de suporte de filete (14) permanecerá constante.

2. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 1, caracterizado em que pelo menos um recurso de deflexão de filete (6,16) é disposto entre o recurso de prensagem de filete (7) e o recurso de suporte de filete (14), cujo recurso de deflexão de filete é móvel radialmente em relação ao eixo de rotação (A) junto com o recurso de prensagem de filete (7) e o recurso de suporte de filete (14).

3. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o recurso de deflexão de filete (16) é confi- gurado como um recurso de compensação da trajetória do filete.

4. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado em que o recurso de prensagem do filete (7), o recurso de suporte de filete (14) e, quando dependente da reivindicação 2 ou 3, também o recurso de deflexão de filete (6,16) são giratórios ao redor de um eixo articulado comum (C) correndo em paralelo com o eixo de rotação (A).

5. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 4, caracterizado em que o recurso de prensagem de filete (7), o recurso de suporte de filete (14) e opcionalmente o recurso de deflexão de filete (6,16) são integrados em um dispositivo de controle (15) giratório ao redor do eixo articulado (C).

6. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado em que os recursos de suporte do filete (14) são configurados como um rolo ou orelha.

7. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 2, caracterizado em que o recurso de deflexão de filete (6,16) é configurado como uma curva de deflexão.

8. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 3, caracterizado em que o recurso de compensação da trajetória do filete (16) é configurado como uma curva de deflexão que é curvada em um raio predeterminado.

9. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado em que um sensor de tensão de filete (13) é disposto a montante do recurso de suporte de filete (14).

10. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que o sensor de tensão de filete (13) é disposto em uma maneira estacionária.

11. Dispositivo de enrolamento de bobina de acordo com a reivindicação 10, caracterizado em que um recurso de deflexão de filete estacionário (19) é disposto entre o recurso de suporte de filete (14) e o sensor de tensão de filete (13). [Figura 15]

12. Dispositivo de enroíamento de bobina de acordo com a reivindicação 9, caracterizado em que o sensor de tensão de filete (13) é móvel junto com o recurso de suporte de filete (14), de modo que a distância entre eles permanecerá constante, [Figura 12]

13. Dispositivo de enroíamento de bobina de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 12, caracterizado em que o sensor de tensão de filete (13) compreende uma lança de guindaste (13b) com um calibre de tensão (13c), com a lança de guindaste (13b) transportando um recurso de deflexão de filete (13a) que preferivelmente produz uma deflexão do filete (1) ou da fita fina por 150 a 180°.

14. Dispositivo de enroíamento de bobina de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, caracterizado em que sinais de saída (TS) do sensor de tensão de filete (13), que são representativos para a tensão de filete, podem ser supridos para uma unidade de controle (17), preferencialmente um controlador PI D, como sinais de entrada, com a unidade de controle (17) regulando a velocidade de rotação de um motor de acionamento da bobina (11) dependendo dos sinais de entrada e de um sinal de referência (Ref).

15. Dispositivo de enroíamento de bobina de acordo com a reivindicação 14, caracterizado em que o motor de acionamento (11) gira o dispositivo de fixação (12) do núcleo da bobina (8) ou o recurso de prensagem de filete (7).