專利名稱：制造含繞鐵心窗口纏繞的無定形鋼帶的變壓器鐵心的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在下列專利和專利申請中公開和要求保護(hù)的主題美國專利5，093，981-Ballard&Klappert;
美國專利5，050，294-Ballard&Klappert;
美國專利4，734，975-Ballard&Klappert;
美國專利4，741，096-Lee&Ballard;
美國專利申請623，265-Klappert&Houser，在1990年12月9日提出，作為1990年6月11日提出的美國專利申請535，538的繼續(xù)申請。
所有這些專利和專利申請通過引用結(jié)合在本申請中。
本發(fā)明涉及一種制造一個變壓器的鐵心的裝置，這種鐵心包含多條無定形鋼帶繞鐵心窗口疊置纏繞，具體涉及一種這種類型的裝置，該裝置采用一種帶式疊卷機(jī)(beltnester)來將這些鋼帶的帶疊纏繞在一個在帶疊纏繞在其上時旋轉(zhuǎn)的可轉(zhuǎn)動心軸上。
一種用于變壓器鐵心制造已多年的鐵心制造機(jī)是帶式疊卷機(jī)。典型的帶式疊卷機(jī)包含有一個可轉(zhuǎn)動的心軸，在這心軸上，控制長度的磁性鋼帶節(jié)段在心軸旋轉(zhuǎn)時進(jìn)行疊置纏繞，從而制成一個其直徑隨著隨后的鋼帶纏繞在先前已纏繞上的鋼帶而增大的鐵心形體。鋼帶的纏繞是通過使用一個包圍著心軸并被驅(qū)動以使心軸和先前纏繞在心軸上的鋼帶轉(zhuǎn)動的柔性卷繞帶來進(jìn)行的。鋼帶是以在心軸與卷繞帶之間進(jìn)入這樣的一種方式饋送進(jìn)入帶式疊卷機(jī)的;當(dāng)卷繞帶和心軸一起運(yùn)動時，每個進(jìn)入的鋼帶或鋼帶的組被卷繞帶迫使緊緊地包住心軸或包住已在心軸上纏繞上的任何鐵心形體。這種類型的帶式疊卷機(jī)的一個實(shí)例公開在授予Cooper的美國專利3，049，793中。
上述類型的帶式疊卷機(jī)在這以前一直用來制造用無定形鋼帶纏繞在轉(zhuǎn)動心軸上形成的鐵心。因?yàn)闊o定形鋼帶很薄(例如、典型的厚度只有大約1密耳)，因此最好是將鋼帶成疊地饋入帶式疊卷機(jī)內(nèi)，每個帶疊(stack)包含有大量的鋼帶。每一個這樣的帶疊最好是一個由多組(group)鋼帶組成的鋼帶組(packet)，每組由疊置的許多鋼帶摞成，這些組沿縱向錯開疊置。這種裝置的一個實(shí)例在上述Klappert與Houser提出的美國專利申請623，265中公開和要求保護(hù)。
雖然在Klappert與Houser的申請中公開的裝置對制造例如直徑達(dá)22英寸的中等直徑的無定形鋼帶變壓器鐵心表現(xiàn)得頗令人滿意，但使用這種裝置來制造較大直徑的鐵心就遇到一些問題。更準(zhǔn)確地說，當(dāng)用這種裝置來制造較大直徑的鐵心時，鐵心的圈(turns)的塔形形成(telescoping)成為一個難于解決的問題。這里所說的“塔形形成”是指在圍繞心軸纏繞期間帶疊的后緣在橫向上相對于其前緣的位移或移動。在硅鋼片變壓器鐵心制造中的這種塔形形成作用詳細(xì)描述在轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的、授予Klappert的美國專利4，467，632中。這種塔形形成，在制造用無定形鋼帶的組或鋼帶組纏繞在一個心軸上來制成的鐵心時也是問題。
本發(fā)明的一個目的在于提供簡單和有效的裝置來降低無定形金屬帶的組或鋼帶組在纏繞到帶式疊卷機(jī)的心軸上時、特別是在很長的組或鋼帶組纏繞到心軸上以形成大直徑鐵心的外圈時產(chǎn)生塔形的傾向。為使對這問題有更好的理解，要注意到一個35英寸直徑的鐵心的外鋼帶組約有124英寸長，通常是由幾百條薄的無定形鋼帶組成的。
要防止這樣長的鋼帶組在傳送到心軸上和在隨后的帶式疊卷期間產(chǎn)生塔形和遭受損壞是很困難的。本發(fā)明涉及的是要防止這種類型的無定形鋼帶組由于這種塔形形成而受到損壞。
本發(fā)明的另一個目的是要將薄的無定形金屬帶以這樣一種方式進(jìn)行纏繞、使鋼帶在纏繞時降低產(chǎn)生不希望有的皺紋的傾向以及降低在纏繞時在鋼帶之間產(chǎn)生氣窩的傾向。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種將薄的無定形鋼帶的帶疊圍繞一個變壓器鐵心的窗口進(jìn)行纏繞的鐵心纏繞裝置，這個鐵心纏繞裝置包含有(a)一個設(shè)置在窗口要設(shè)置的部位的心軸，(b)一個包在心軸上并可沿其長度方向運(yùn)動以使心軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的卷繞帶;(c)用于將各個帶疊相繼地送進(jìn)卷繞帶與心軸之間的空間內(nèi)以使各個帶疊在卷繞帶沿其長度方向被驅(qū)動時相繼地纏繞在心軸上的裝置。這纏繞裝置還包含有限定一個在帶疊被送進(jìn)卷繞帶與心軸之間的空間時將帶疊支承在其上的、基本上是平的第一表面的裝置，和限定一個基本上平行于所述第一平表面伸展的基本上是平的第二表面的附加裝置?？刂蒲b置在正在心軸上纏繞的一個帶疊在所述基本上是平的表面之間通過時動作以將其中一個平表面朝另一個平表面偏置并在帶疊進(jìn)行纏繞時將其在所述兩平表面之間進(jìn)行加壓。這個加壓作用在帶疊的處在兩個平表面之間的區(qū)域內(nèi)去除了鋼帶的皺紋，也去除了所述區(qū)域內(nèi)鋼帶之間的氣窩。另外，加壓作用使帶疊在纏繞期間能夠更有效地被沿著帶疊的縱向邊設(shè)置的導(dǎo)引裝置來導(dǎo)引，因而降低了帶疊在纏繞期間形成塔形的傾向。
為了更好地理解本發(fā)明，在下面結(jié)合附圖進(jìn)行描述，在附圖中，

圖1是本裝置用來制造變壓器鐵心的、代表許多這樣的鋼帶組的一組無定形鋼帶的放大側(cè)視圖;
圖2是圖1的鋼帶組的俯視圖;
圖3是一個用于使用多個圖1與2所示類型的鋼帶組構(gòu)成鐵心形體的帶式疊卷機(jī)的部分示意側(cè)視圖，帶式疊卷機(jī)的一個導(dǎo)引凸緣的一部分被破開;
圖4是沿圖3的線4-4取的剖視圖;
圖4A是圖3的一個部分的放大圖，導(dǎo)引凸緣沒有任何地方破開;
圖5是沿圖4A的線5-5取的剖視圖;
圖6是沿圖3的線6-6取的放大剖視圖;
圖7是類似于圖3的視圖，示出了鋼帶組送進(jìn)機(jī)構(gòu)的附加細(xì)節(jié)，并略去了帶式疊卷機(jī)構(gòu)的許多細(xì)節(jié);
圖8是沿圖7的線8-8取的放大剖視圖，其中所示的裝置包括一個示出在其提起位置的加壓板222;
圖9是類似于圖8的剖視圖，示出加壓板222處于其壓下位置;
圖10是沿圖7的線10-10取的剖視圖。
參看圖1和圖2，其中示出的鋼帶組110代表本裝置用來制造變壓器鐵心形體的大量鋼帶組中的一組。圖1和圖2的鋼帶組是由許多疊置的長形無定形鋼帶112形成的，每條鋼帶只有約1密耳的厚度，與最常用于配電變壓器鐵心的晶粒定向硅鋼片的典型的7至12密耳的厚度相比是很小的。每條鋼帶包含有兩個沿其長度伸展的側(cè)邊114和在其相對端頭的橫向伸展邊116。疊置的鋼帶分成組120進(jìn)行排列，每組包含有大量的鋼帶、例如10至36條。在每組中，鋼帶的每側(cè)的側(cè)邊114基本上對齊，鋼帶每個端頭上的橫向伸展邊116則接近于對齊。鋼帶組和組在這里有時稱為“帶疊”這樣的更為廣泛采用的術(shù)語。
鋼帶組110包含有多個疊置的鋼帶的組120。每個鋼帶組中，所有組的側(cè)邊114e是基本上對準(zhǔn)的，但在鋼帶組的端頭的組的橫向伸展邊116e則是沿鋼帶組的縱向彼此相對錯開的。在每個鋼帶組內(nèi)，從鋼帶組的內(nèi)面I到外面O看，相繼的組的端部在鋼帶組的一端上是上搭接(overlap)，在鋼帶組的相對一端上是下搭接(underlap)。在給定的變壓器鐵心中使用的所有鋼帶組最好具有相同的基本結(jié)構(gòu)和相同的寬度，但由于鐵心形體是由鋼帶組圍繞著其外周相繼纏繞而制成的，因此，圍繞著鐵心窗口相繼纏繞進(jìn)行裝配的鋼帶組的長度逐漸增大以適應(yīng)鐵心形體的越來越大的圓周。
關(guān)于帶式疊卷機(jī)，本申請作以下的描述。
為了用諸如在圖1和圖2中以110標(biāo)示的鋼帶組制成一個鐵心形體，本申請采用了一種通常稱為帶式疊卷機(jī)的纏繞機(jī)器。參看圖3和圖4，這個以128標(biāo)示的帶式疊卷機(jī)包含一個可轉(zhuǎn)動的心軸130，該心軸130包含一個具有圓形外周132的鋼轂131和兩個可卸下地固定在鋼轂的相對側(cè)面上的導(dǎo)引凸緣134和136。每個導(dǎo)引凸緣134和136徑向外伸超出鋼轂的外周132，使得在心軸的外周具有一個U形截面的空間137。每個凸緣134和136最好主要由鋁制成，但每個凸緣在其內(nèi)面上包括一個粘接到其上的耐磨不銹鋼薄板138。多個諸如在圖1和圖2中以110標(biāo)示的鋼帶組被相繼地圍繞著心軸的鋼轂131纏繞在在凸緣134和136之間的空間內(nèi)。這些凸緣用作與鋼帶組的側(cè)邊114e配合以保證在鋼帶組每側(cè)的側(cè)邊114e基本上對齊、從而使鋼帶組緊緊地纏繞在鋼轂的外周132上的導(dǎo)引裝置。這將在下面詳細(xì)描述。
每個凸緣的耐磨層138用來保護(hù)凸緣，使之不被纏繞在空間137內(nèi)的無定形鋼帶的銳邊所磨損或?qū)е缕渌鼡p傷。
為了相繼地將鋼帶組110纏繞在心軸130的鋼轂131上，帶式疊卷機(jī)128采用了一條包圍著鋼轂131的環(huán)形柔性卷繞帶140。這條卷繞帶從心軸前面的第一點(diǎn)141圍繞著第一前輥142伸展，然后圍繞三個惰輥143、144和145，然后再圍繞卷繞帶張緊裝置150的輥?zhàn)?46、147和148，然后再圍繞三個惰輥151、152和153，然后圍繞一個電動機(jī)驅(qū)動的帶輪155，再經(jīng)第二前輥156到達(dá)在心軸前面的、與第一點(diǎn)141分隔開相對的第二點(diǎn)158，然后圍繞心軸的鋼轂131返回到第一點(diǎn)141。
上述輥?zhàn)?42、143、144、145、147、151、152、153和156的每一個都被適當(dāng)?shù)匮b設(shè)使其能繞它自己的固定中心軸線自由轉(zhuǎn)動。電動機(jī)驅(qū)動的帶輪155通過一個連接到帶輪上并具有一條固定軸線的可轉(zhuǎn)動的驅(qū)動軸157連接到一個未示出的電動機(jī)上。當(dāng)電動機(jī)工作以驅(qū)動帶輪時，帶輪驅(qū)動卷繞帶140沿圖3的箭頭160的方向運(yùn)動。
卷繞帶張緊裝置150包含一對裝設(shè)在一個水平放置的丁字頭162上的輥?zhàn)?46和148，該丁字頭162經(jīng)適當(dāng)?shù)貙?dǎo)引以進(jìn)行垂直運(yùn)動并通過一個彈簧裝置164垂直向上偏置。卷繞帶張緊裝置內(nèi)還包括一個固定的惰輥147。卷繞帶140從惰輥145伸展到一個可動輥146的上面，然后通過惰輥147的下面，然后通過另一可動輥148的上面，再通過惰輥151與152的下面。隨著心軸上的鐵心形體在形成，要求卷繞帶140有增大的有效長度以包圍鐵心形體的越來越大的外周;可動輥146和148抗御著彈簧裝置164的偏置力向下運(yùn)動以使卷繞帶140獲得這個增大的有效長度。彈簧裝置164在鐵心形體在心軸上形成時在卷繞帶140上保持一個基本上恒定的張力。
將要纏繞在心軸上的每個鋼帶組110沿著在前輥142和156之間伸展的固定導(dǎo)板165的上表面饋送到心軸鋼轂上。如圖4a所示，這導(dǎo)板有一逐漸向上彎曲的前部分167，使從右邊進(jìn)入的鋼帶組的前端向上導(dǎo)入在卷繞帶140的上行段與心軸鋼殼的下周緣部分之間的空間。當(dāng)卷繞帶充分接觸進(jìn)入的鋼帶組的前端時，卷繞帶驅(qū)動裝置被起動，鋼帶組的前端被夾緊在卷繞帶與鋼轂(或任何出現(xiàn)在鋼轂上的鐵心形體)之間。當(dāng)卷繞帶圍繞心軸的軸線166沿逆時針方向運(yùn)動時，它驅(qū)動心軸繞此軸線逆時針方向轉(zhuǎn)動，帶動鋼帶組的前端繞軸線166逆時針方向運(yùn)動。當(dāng)鋼帶組的前端以這樣的方式運(yùn)動時，鋼帶組的余下的長度越來越多地進(jìn)入在卷繞帶與鋼轂之間的空間，并逐步地纏繞在鋼轂上。這個動作一直持續(xù)到鋼帶組的后端被纏繞上為止。鋼帶組的長度設(shè)定成使它的后端跟它的前端疊合，從而在鋼帶組中的每一組的相對端之間產(chǎn)生一個搭接接頭。在第一(或徑向最內(nèi)面的)組后面放置的每一組的前緣緊靠著緊接的前面一組的后緣定位。因此，在每個鋼帶組的端部之間使形成有分布的搭接接頭，有時也稱為階梯搭接接頭。
圖3示出帶式疊卷機(jī)在它的心軸130已旋轉(zhuǎn)了幾乎一整轉(zhuǎn)到幾乎將第一鋼帶組110完全纏繞在心軸鋼轂上的情況。以110a標(biāo)示的第二鋼帶組處于準(zhǔn)備饋送到帶式疊卷機(jī)的位置上以在第一鋼帶組完成纏繞之后纏繞在第一鋼帶組上面。
心軸必須轉(zhuǎn)動稍為超過一轉(zhuǎn)(即進(jìn)入第二轉(zhuǎn)一個短距離)以在鋼帶組的接口處產(chǎn)生所要求的搭接。為了使心軸復(fù)到一個接收下一個鋼帶組的位置，完成了心軸的這個第二轉(zhuǎn)，然后將一個新的鋼帶組(如圖3的110a)按上述的相同方式饋送到帶式疊卷機(jī)上，并按上述的相同方式將其纏繞在緊接前面纏繞上的鋼帶組的外周上。
后來加上的鋼帶組被相繼地按相同的方式纏繞到鐵心形體的外周上，直到達(dá)到所要求的鐵心形體厚度為止。跟著頭兩個鋼帶組后面纏繞的、后來加上的鋼帶組定位成使它們的搭接接頭放置在大致與頭兩個鋼帶組的搭接接頭徑向?qū)?zhǔn)的位置上。全厚度鐵心的接頭區(qū)的長度，從鐵心形體的窗口到其外周逐漸增大，如示出在上述的、授予Lee及Ballard的美國專利4，741，096的圖2中所示的那樣。
如圖4A所示，心軸上的一個凸緣134上有一個跟接頭區(qū)在角度上對準(zhǔn)的空隙或窗口，通過這商口，帶式疊卷機(jī)的操作者可以容易觀察到每個鋼帶組所形成的接頭，如果接頭上的搭接量不在規(guī)定的范圍內(nèi)，操作者就要對長度控制裝置(未示出)進(jìn)行一些調(diào)整，使鋼帶長度控制裝置適當(dāng)?shù)卣{(diào)整隨后切出的鋼帶的長度，從而也調(diào)整了這些鋼帶組成的組和鋼帶組的長度。
當(dāng)鐵心形體在心軸的鋼轂131上形成時，心軸的軸線166被迫使按圖3看朝左移動，從而在鐵心形體的外周和前輥142之間為相繼地饋送到鐵心形體的外周上的新的鋼帶組提供了空間。這種心軸軸線的向左運(yùn)動通過設(shè)置在支承心軸的支架170上的水平伸展的槽168來實(shí)現(xiàn)。心軸具有一根伸入這些槽內(nèi)的水平伸展的支承軸172，這些槽與這根軸172協(xié)同作用，導(dǎo)引心軸實(shí)現(xiàn)所要求的水平運(yùn)動。心軸通過卷繞帶張緊裝置150給卷繞帶140提供張力而被偏置到右邊。但當(dāng)后來加上的鋼帶組被饋入帶式疊卷機(jī)128以增大鐵心形體的直徑時，心軸鋼轂131被迫使離開前輥142和156，這樣就抗御著卷繞帶的張力的向右偏置而逐漸水平地移動到左邊。由上述偏置力導(dǎo)致的心軸向右移動受到跟包圍著鐵心形體的卷繞帶140接觸的前輥142和156所限制。
在下面對干鋼帶組的帶式疊卷進(jìn)行描述。
在前述的授予Klappert與Houser的美國申請623，265中指出，帶式疊卷無定形金屬帶組有時遇到的一個問題是，在疊卷過程中，金屬帶往往會在組內(nèi)和在轉(zhuǎn)動心軸上或在部分形成的鐵心形體上滑移。為了克服這問題，曾建議過緊接在進(jìn)行帶式疊卷之前給金屬帶覆蓋上一種揮發(fā)性液體，這種揮發(fā)性液體足以將金屬帶保持在一起使帶式疊卷能夠有效地進(jìn)行。在這個方法不完全令人滿意，因?yàn)檫@種揮發(fā)性液體很貴，對環(huán)境不利，并會產(chǎn)生腐蝕問題。
Klappert和Houser能夠無須在金屬帶進(jìn)行纏繞時依靠任何液體將其保持在一起而達(dá)致有效的帶式疊卷。有一些不同的特點(diǎn)有助于實(shí)現(xiàn)這一能力。其一是，鋼帶以鋼帶組的形式被饋送入帶式疊卷機(jī)內(nèi)，這些鋼帶組具有足夠的沿其橫向的柱體強(qiáng)度，使心軸的導(dǎo)引凸緣134和136能夠?qū)︿搸ЫM進(jìn)行橫向邊緣導(dǎo)引并將它們放置在心軸外周的U形空間127內(nèi)。其二是，鋼帶組用通過一種預(yù)卷工藝成形的鋼帶的組裝配而成，其中的預(yù)卷工藝相當(dāng)于授予Ballard與Klappert的美國專利5，050，294中所公開的工藝方法。當(dāng)各個組用這種預(yù)卷工藝制造時，每組內(nèi)的鋼帶，即使是基本上干的，也將像其間有膠存在的那樣貼附在并置的鋼帶上。其三是，每個鋼帶組在從上前輥142下面進(jìn)入帶式疊卷機(jī)時起即對它們的邊緣部分進(jìn)行緊密的導(dǎo)引。在這方面，上前輥142設(shè)有一對裝設(shè)在和上前輥142同一可轉(zhuǎn)動軸182上的邊緣導(dǎo)引送進(jìn)輥180，如圖5所示。送進(jìn)輥180通過貼靠著鋼帶組的邊緣部分(從而在這些邊緣部分上施加一個徑向向內(nèi)朝著心軸鋼轂作用的力)阻止這些邊緣部分向上卷起和沿著凸緣134和136往上滾動，從而使鐵心在形成時保持圓柱形構(gòu)形。
在下面討論關(guān)于塔形形成的問題。
本發(fā)明的裝置采用了Klappert與Houser的裝置的所有三個特點(diǎn)。使用這些特點(diǎn)使本發(fā)明在鋼帶組是干的狀況下能夠非常有效地通過帶式疊卷無定形鋼帶組來制造出中等直徑(例如達(dá)約22英寸)的無定形鋼鐵心。但當(dāng)這種裝置用來制造較大直徑的鐵心時，上述的“塔形”問題變得較難控制。特別是，當(dāng)纏繞操作接近這些鐵心的外周、所纏繞的圈變得很長、例如100英寸或更長一些時，一些圈的尾緣部分會在纏繞期間出現(xiàn)強(qiáng)烈的形成塔形的傾向(即從前緣沿橫向位移)。
在下面描述使用加壓板222來控制塔形的形成問題的措施。
通過在本發(fā)明的裝置內(nèi)設(shè)置一對在鋼帶組饋送入帶式疊卷機(jī)時在其間被輕輕地加壓的平表面，就能夠有效地抗御了上述的塔形形成傾向。這些平表面，一個是下表面，一個是上表面，在圖6至9中清楚地示出。這些平表面的下平面是由傳送帶200的朝上的表面213和臺面209的與傳送帶的朝上表面213共面的相鄰的上表面211構(gòu)成的。上表面則由平的加壓板222的朝下表面220所構(gòu)成。加壓板222可以在圖7與8所示的提起位置和圖9所示的壓下位置之間沿垂直方向運(yùn)動，在壓下位置上，加壓板靠在當(dāng)時出現(xiàn)在導(dǎo)引裝置207和208之間的鋼帶組110上。加壓板222與傳送帶200橫向?qū)?zhǔn)配置，在壓下時，加壓板嵌在水平分隔開設(shè)置的導(dǎo)引裝置207與208之間。
參看圖7，為了控制加壓板222的垂直運(yùn)動，設(shè)置了一對水平分隔開設(shè)置的流體傳動馬達(dá)230。每個流體傳動馬達(dá)含有一個可垂直運(yùn)動的活塞232和一個活塞可在其內(nèi)垂直滑動的固定缸體234?；钊麠U236伸展穿過在缸體234下端壁內(nèi)的一個密封開口，并機(jī)械聯(lián)結(jié)到一個支承掛耳238上。當(dāng)將壓縮空氣供給到每個活塞232下面的空間時，活塞便被驅(qū)動到其最高位置(如圖7的虛線所示)，將掛耳238帶到其圖7所示的提起位置。當(dāng)每個活塞232下面的空間被排氣時，在活塞上方的壓縮彈簧239迫使活塞朝下走，從而驅(qū)動支承掛耳238朝下進(jìn)入壓下位置，使加壓板222降落到當(dāng)時出現(xiàn)在加壓板下面的鋼帶組上。兩個流體傳動馬達(dá)230最好安排成基本上同時工作，每個都同時排氣，同時供給壓縮空氣。
固定缸體234設(shè)置在固定支承板240的相對端頭上，支承板240則裝在一個其上端固定到機(jī)器的固定的機(jī)架上的支柱242上。支柱242的下端合適地連接到支承板240的在缸體234之間的中點(diǎn)上。
如圖7所示，加壓板222通過在沿其長度分隔開設(shè)置的位置上固定到其上的兩個連桿246和248支承在水平分隔開設(shè)置的掛耳238上。每個連桿246與248在其上端通過一個槽連接到一個支承掛耳238上，這個槽連接裝置在支承掛耳238與與其相聯(lián)的連桿246或248之間提供單向驅(qū)動。這個槽連接裝置包含有一個在掛耳內(nèi)垂直伸展的槽250和一個可滑動地設(shè)置在槽內(nèi)并連接到連桿246或248上的銷栓252。當(dāng)支承掛耳238被向上朝著其圖7所示的位置驅(qū)動時，它們被可靠地連接到與其相聯(lián)的連桿246或248上，從而驅(qū)動與其相聯(lián)的連桿向上運(yùn)動并帶動加壓板222向上運(yùn)動。另一方面，當(dāng)支承掛耳238被驅(qū)動從其圖7所示位置向下運(yùn)動時，支承掛耳與與其相聯(lián)的連桿之間便沒有實(shí)在的連接。帶槽的掛耳在連桿246或248內(nèi)的銷栓252的前頭向下運(yùn)動，使加壓板222接著向下運(yùn)動的支承掛耳238下降。單向連接裝置250、252導(dǎo)致在加壓板222靠在鋼帶組110上時單靠重力產(chǎn)生一個向下偏置力作用到加壓板222上。在流體傳動馬達(dá)230內(nèi)的彈簧239沒有向加壓板傳遞向下的力。
參看圖7可看到，在支承掛耳上的槽250呈L形構(gòu)形，有一端敞開。這就使加壓板能夠很容易地卸下來置換上另一種加壓板(例如一種具有不同寬度以用于具有不同寬度的鋼帶組的加壓板)。當(dāng)然，置換的加壓板上應(yīng)具有跟銷栓252一樣的并設(shè)置在同樣位置上的銷栓，以便易于進(jìn)行置換。加壓板的拆卸通過將包含有加壓板222和銷栓252的組件提起并將其移向右邊(從圖7上看)、使銷栓252退出槽250來實(shí)現(xiàn)。置換的加壓板的裝設(shè)通過將置換加壓板的銷栓252對準(zhǔn)槽250的開口、將銷栓推動到左邊(從圖7上看)、然后讓銷栓落到槽250的底部來實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)當(dāng)注意到，加壓板222是不能夠沿著鋼帶組的長度方向水平運(yùn)動一個比較大的距離的。在連桿246、248與加壓板222之間的接合點(diǎn)253是樞動銷，使加壓板在壓下時能夠有少許擺動以有利于加壓板容易坐落在導(dǎo)引裝置207與208之間。但加壓板的任何較大的水平運(yùn)動將需要將加壓板提起，這樣的動作要受重力抗御。因此，當(dāng)加壓板處于圖9的壓下位置、在鋼帶組110在其下面移動時，加壓板保持基本上水平地固定著。
加壓板222保持在其圖7所示的提起位置上，直到要纏繞的鋼帶組被向左饋送到圖7所示的其中心位置時為止，在這個中心位置上，鋼帶組的所有鋼帶的左端處在卷繞帶140下面(即處在卷繞帶與心軸的鋼轂131或當(dāng)時存在在心軸鋼轂上的纏繞上的鐵心形體之間)。在這點(diǎn)上，在流體傳動馬達(dá)230內(nèi)的壓縮空氣被排出以將支承掛耳238降下，從而使加壓板222能夠降落到鋼帶組110上。加壓板在其靠在鋼帶組上的區(qū)域?qū)搸ЫM輕輕地壓在加壓板與由傳送帶200的上表面和相鄰的共面臺面頂部211形成的平下表面之間。鋼帶組在這區(qū)域內(nèi)被加壓使鋼帶組內(nèi)的鋼帶被推動靠在一起，從而消除了在此區(qū)域內(nèi)的鋼帶組的皺紋，并基本上消除了在這區(qū)域內(nèi)鋼帶之間出現(xiàn)的氣窩。當(dāng)鋼帶組前進(jìn)到如圖7所示的左邊時，鋼帶組的新的區(qū)域從加壓板222下面通過，在這里這些新的區(qū)域被加壓板加壓，從而去除了在這些新區(qū)域內(nèi)的鋼帶的皺紋并將在這些新區(qū)域內(nèi)的鋼帶之間的氣窩擠出。這種作用持續(xù)到基本上整個鋼帶組的長度已緊密地纏繞到心軸上為止。仍然參看圖7，當(dāng)上述情況已經(jīng)出現(xiàn)并且當(dāng)鋼帶組的右端已到達(dá)左邊并越過加壓板222的左邊(即第二控制位置)時，加壓板被流體傳動馬達(dá)230提起到其圖7所示的提起位置，從而使該裝置為從傳送帶200饋送入的下一個鋼帶組作好準(zhǔn)備。
加壓板的提起和隨后的下降可由機(jī)器的操作者用人手起動或可利用用于感測鋼帶組的位置并在鋼帶組進(jìn)入在緊接前面的一段提到的一個控制位置時使流體傳動馬達(dá)230進(jìn)行適當(dāng)動作的傳感裝置(未示出)自動地起動。
加壓板222對鋼帶組加壓阻止了單個鋼帶在進(jìn)行纏繞操作時相對橫向移動，從而保證了鋼帶組的側(cè)邊與導(dǎo)引裝置207和208將沿著鋼帶組的基本上整個厚度進(jìn)行接觸，而不是僅僅在少數(shù)側(cè)向突出的鋼帶的邊緣接觸。如果僅讓每個鋼帶組中少數(shù)鋼帶的側(cè)邊接觸導(dǎo)引裝置，鋼帶組的側(cè)向?qū)бЧ徒档土耍夷切﹤?cè)向突出鋼帶的邊緣部份在鋼帶組要橫向移動時將會由于這樣的接觸而損壞。但當(dāng)鋼帶組的所有橫向?qū)R的鋼帶按本發(fā)明的裝置被強(qiáng)制貼在一起時，這些鋼帶就象一個厚度等于它們的集合厚度的合成固體鋼帶一樣集體起作用。一個典型的鋼帶組含有250條鋼帶，每帶約0.001英寸厚。這樣，當(dāng)經(jīng)過如上所述地加壓，這個合成體從側(cè)向?qū)б挠^點(diǎn)來看就象一條厚度為0.25英寸的實(shí)心帶一樣，至少在合成體的絕大部分長度上是這樣。
加壓板222有助于增大對抗形成塔形的阻力的另一方式在于，在對正在纏繞中的鋼帶組加壓時，引入了一個抗御纏繞力的拉曳力，使鋼帶組沿其長度經(jīng)受一個張力。這個沿鋼帶組的縱向的張力有助于防止鋼帶組側(cè)向移動，以免跟凸緣134和136以及導(dǎo)引裝置207和208發(fā)生碰靠。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，加壓板具有和被纏繞的鋼帶組相同的寬度，因此，使它能在鋼帶組的側(cè)邊上施加所要求的加壓力。還有，在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，加壓板是鋁制的。可使用其它合適的材料，但使用的任何材料應(yīng)具有低的相對于無定形鋼的摩擦系數(shù)。雖然在引入上述所希望有的沿鋼帶組的縱向的張力方面希望有一些摩擦，但過大的摩擦?xí)恋K纏繞操作，還可能與纏繞力相互作用導(dǎo)致一些鋼帶在纏繞期間發(fā)生相對的縱向移動。在使用鋁加壓板時，發(fā)現(xiàn)應(yīng)對無定形鋼帶組施加一個約為0.025磅/平方英寸的壓力。本發(fā)明完全靠重力產(chǎn)生這個壓力，因此減少了預(yù)置壓力會受諸如受疲勞影響的彈簧特性之類的可變因素影響的機(jī)會。
使用鋁制的加壓板222的優(yōu)點(diǎn)是它是非磁性的，因此它的作用在鋼帶組上的加壓力不會明顯地受位于傳送帶200上行段下面的磁體205的影響。這就允許單靠重力來產(chǎn)生由加壓板加到鋼帶組上的加壓壓力。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，加壓板222的長度約為要纏繞的最長鋼帶組的長度的1/3至1/2。為了使加壓板能產(chǎn)生良好的鋼帶組的側(cè)向?qū)б?，這是所要求的最小長度。
雖然加壓板的下表面200是光滑的，但要理解到，在這表面上允許有小孔或小溝而不會降低加壓板抗御塔形形成和擠出在鋼帶上的皺紋與鋼帶之間的氣窩的能力。用術(shù)語“基本上是平的”來限定這個表面200，就是要理解它的含義是，象220這樣的表面是可以帶有基本上不影響表面的這些功能的諸如這樣的孔、溝或類似的不重要的不規(guī)則處的。同樣，“基本上是平的”這術(shù)語用在下表面211、213上也是同樣的含義。
雖然本申請示出和描述了本發(fā)明的一個具體實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會很清楚，在不脫離本發(fā)明的廣義范圍情況下可作各種改變和改進(jìn);因此，本發(fā)明應(yīng)包括所有在本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這些改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用來將無定形薄金屬帶的帶疊圍繞一個變壓器鐵心的窗口進(jìn)行纏繞的裝置，其特征在于該裝置包含有(a)一個設(shè)置在窗口要設(shè)置的部位上并安裝成使其圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的心軸；(b)一個圍繞心軸包著并可沿其長度方向運(yùn)動以使心軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的卷繞帶；(c)用于將所述各個帶疊相繼地送入在所述卷帶與所述心軸之間的空間內(nèi)以使要進(jìn)行纏繞的所述各個帶疊在所述卷繞帶沿其長度方向被驅(qū)動時相繼地圍繞著所述心軸纏繞的裝置；(d)限定一個在所述帶疊被送進(jìn)所述卷繞帶與所述心軸之間的空間時將帶疊支承在其上的第一個基本上是平的表面的裝置；(e)限定一個基本上平行于所述第一平表面伸展的第二個基本上是平的表面的裝置；(f)在要纏繞在心軸上的帶疊通過所述兩平表面時動作以將所述一個平表面朝另一個平表面偏置并在帶疊圍繞著心軸纏繞時將其在所述兩個平表面之間進(jìn)行加壓、從而將帶疊的處在兩個平表面之間的區(qū)域內(nèi)的鋼帶的皺折除去以及在所述區(qū)域內(nèi)將所述鋼帶之間的氣窩除去的裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，其特征在于，所述的基本上是平的表面中之一個被阻止在帶疊在所述兩平表面之間被加壓時沿通過所述兩平表面之間的帶疊的長度的方向有明顯的運(yùn)動。
3.按權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，其特征在于，所述用于將所述基本上是平的表面中之一個朝另一個平表面偏置的裝置施加一個力，這個力保持足夠地低使其在帶疊圍繞著心軸纏繞時不會在被加壓的帶疊內(nèi)的鋼帶之間引起沿所述帶疊的縱向的明顯的相對運(yùn)動。
4.按權(quán)利要求2所述的纏繞裝置，其特征在于，所述用于將所述基本上是平的表面中之一個朝另一個平表面偏置的裝置施加一個力，這個力保持足夠地低使其在帶疊圍繞著心軸纏繞時不會在被加壓的帶疊內(nèi)的鋼帶之間引起沿所述帶疊的縱向的明顯的相對運(yùn)動。
5.按權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，其特征在于該裝置還包含有(a)一個位于所述心軸上游的臺面，所述帶疊在走進(jìn)在所述卷繞帶與所述心軸之間的空間時沿著該臺面饋送;(b)沿著所述臺面設(shè)置并在帶疊圍繞著所述心軸纏繞時緊靠著所述帶疊的側(cè)邊、用以對帶疊的仍處在心軸的上游的部分進(jìn)行邊緣導(dǎo)引以防止在纏繞的鐵心內(nèi)的帶疊發(fā)生橫向移動和防止由此產(chǎn)生的塔形形成的導(dǎo)引裝置。
6.一種用來將無定形薄金屬帶的帶疊圍繞著一個變壓器鐵心的窗口進(jìn)行纏繞的裝置，其特征在于該裝置包含有(a)一個設(shè)置在窗口要設(shè)置的部位上并安裝成使其圍繞其軸線旋轉(zhuǎn)的心軸;(b)一個圍繞心軸包著并可沿其長度方向運(yùn)動以使心軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的卷繞帶;(c)用于將所述各個帶疊相繼地送入在所述卷繞帶與所述心軸之間的空間內(nèi)以使要進(jìn)行纏繞的所述各個帶疊在所述卷繞帶沿其長度方向被驅(qū)動時相繼地繞著所述心軸纏繞的裝置;(d)設(shè)置在所述心軸上游用來對圍繞所述心軸纏繞的各個帶疊進(jìn)行加壓以將帶疊的仍處在心軸上游的部分內(nèi)的、構(gòu)成各個帶疊的鋼帶壓貼在一起的加壓裝置。
7.按權(quán)利要求6所述的纏繞裝置，其特征在于該纏繞裝置還包含有(a)一個位于所述心軸上游的臺面，所述帶疊在走進(jìn)在所述卷繞帶與所述心軸之間的空間時沿著該臺面饋送;(b)沿著所述臺面裝置并在帶疊圍繞著所述心軸纏繞時緊靠著所述帶疊的側(cè)邊、用以對加壓的帶疊的仍處在心軸上游的部分進(jìn)行邊緣導(dǎo)引以防止在纏繞的鐵心內(nèi)的帶疊發(fā)生橫向移動和防止由此產(chǎn)生塔形形成的導(dǎo)引裝置。
8.按權(quán)利要求6所述的纏繞裝置，其特征在于該纏繞裝置還包含有(a)用于使所述加壓裝置在一個帶疊的前端通過所述加壓裝置的所述上游位置朝向所述心軸運(yùn)動時不起作用的裝置;(b)用于使所述加壓裝置在所述帶疊前端已到達(dá)所述心軸并且?guī)НB已開始纏繞時起作用、從而在帶疊圍繞心軸纏繞期間對帶疊進(jìn)行加壓的裝置;所述加壓裝置在起作用時對帶疊施加一個加壓力以將所述帶疊的鋼帶推壓在一起，在不起作用時對所述帶疊基本上不施加這樣的加壓力。
9.按權(quán)利要求7所述的纏繞裝置，其特征在于該纏繞裝置還包含有(a)用于使所述加壓裝置在一個帶疊的前端通過所述加壓裝置的所述上游位置朝向所述心軸運(yùn)動時不起作用的裝置;(b)用于使所述加壓裝置在所述帶疊前端已到達(dá)所述心軸并且?guī)НB已開始纏繞時起作用、從而在帶疊圍繞心軸纏繞期間對帶疊進(jìn)行加壓的裝置;所述加壓裝置在起作用時對帶疊施加一個加壓力以將所述帶疊的鋼帶推壓在一起，在不起作用時對所述帶疊基本上不施加這樣的加壓力。
10.按權(quán)利要求6所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓裝置包含有一個加壓板，該加壓板在帶疊走過所述加壓板的區(qū)域向著所述心軸運(yùn)動時被偏置壓靠著各個帶疊。
11.按權(quán)利要求7所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓裝置包含有一個加壓板，該加壓板在帶疊走過所述加壓板的區(qū)域向著所述心軸運(yùn)動時被偏置壓靠著各個帶疊。
12.按權(quán)利要求11所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓板的寬度基本上等于被所述纏繞裝置所纏繞的帶疊的寬度。
13.按權(quán)利要求12所述的纏繞裝置，其特征在于，處在一個帶疊的相對的側(cè)邊的導(dǎo)引裝置之間的距離基本上等于所述帶疊的寬度。
14.按權(quán)利要求10所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓板具有一個在帶疊進(jìn)入在所述心軸與所述卷繞帶之間的空間時沿所述帶疊長度方向伸展的長度，所述加壓板的長度約為被所述纏繞裝置進(jìn)行纏繞以形成所述鐵心的最長帶疊的長度的1/3至1/2。
15.按權(quán)利要求10所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓板基本上完全靠重力對帶疊進(jìn)行偏置壓靠。
16.按權(quán)利要求10所述的纏繞裝置，其特征在于，所述加壓板有一個對所述帶疊進(jìn)行偏置壓靠的鋁表面，由所述加壓板產(chǎn)生的加到所述帶疊上的壓力約為每平方英寸0.025磅。
17.按權(quán)利要求1所述的纏繞裝置，其特征在于;(a)所述心軸包含有(1)一個可旋轉(zhuǎn)的軸轂，該軸轂具有一個在心軸旋轉(zhuǎn)時所述帶疊纏繞在其上的周緣;(2)在軸轂的軸向相對側(cè)固定到軸轂上并徑向外伸超出軸轂的周緣的凸緣，這些凸緣用于與進(jìn)入所述軸轂周緣區(qū)域的帶疊的縱向伸展的邊緣協(xié)同工作、以迫使所述的進(jìn)入的帶疊以其所述縱向伸展的邊緣完全對齊地座落在所述軸轂上;(b)所述纏繞裝置包含有兩個跟所述卷繞帶接合并導(dǎo)引該卷繞帶跟隨一條緊緊地包圍著所述軸轂周緣或形成在所述軸轂周緣上的任何鐵心形體的路徑的前輥，所述前輥彼此分隔開一個間隙并設(shè)置在所述凸緣之間，一個前輥在卷繞帶進(jìn)入軸轂的所述周緣區(qū)域時與所述卷繞帶接合，另一個前輥則在卷繞帶從所述軸轂的周緣區(qū)域出來時跟所述卷繞帶接合;(c)所述帶疊通過一個伸展通過所述間隙并隨后在所述卷繞帶跟所述一個前輥接合的部位伸展通過所述軸轂的外周緣與所述卷繞帶之間的路徑被饋送到所述軸轂的外周緣上。
18.按權(quán)利要求17所述的纏繞裝置，其特征在于(a)每一個帶疊的特點(diǎn)是，其鄰接所述縱向伸展的邊緣的部分具有在帶疊在所述一個前輥的區(qū)域通過所述卷繞帶與所述軸轂周緣之間時沿著一個相對于所述軸轂徑向向外卷彎的傾向;(b)在帶疊在所述一個前輥的區(qū)域通過所述卷繞帶與所述軸轂周緣之間時將一個徑向向內(nèi)朝著軸轂的力施加到每個帶疊的鄰接其沿縱向伸展的邊緣的外表面上以抵消所述的卷彎傾向。
19.按權(quán)利要求18所述的纏繞裝置，其特征在于，權(quán)利要求18(b)所述的徑向向內(nèi)的力是通過在鄰近帶疊的所述縱向伸展的邊緣上作用在每一個帶疊上的送進(jìn)輥來施加的。
20.按權(quán)利要求18所述的纏繞裝置、其特征在于，權(quán)利要求18(b)所述的徑向向內(nèi)的力是通過連接到所述一個前輥并在鄰近帶疊的所述縱向伸展的邊緣上作用在每一個帶疊上的送進(jìn)輥來施加的。
全文摘要
此纏繞裝置含有將無定形薄鋼帶疊繞在心軸上并包括一包住心軸并可沿縱向運(yùn)動使心軸轉(zhuǎn)動的卷繞帶和將各個帶疊相繼送入卷繞帶與心軸間的空間的裝置的帶式疊卷機(jī)，還含有限定帶疊在饋入該空間時支承在其上的第一平表面的裝置和限定平行于第一平表面的第二平表面的裝置。控制裝置在一帶疊通過平表面間時動作以將一平表面朝另一平表面偏置以將在其間的帶疊加壓以去除鋼帶的皺紋以及鋼帶間的氣窩，使帶疊更有效地在縱向邊上被導(dǎo)引。
文檔編號H01F27/24GK1087747SQ9311938
公開日1994年6月8日 申請日期1993年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月20日
發(fā)明者W·克拉佩特, D·R·弗里曼 申請人:通用電氣公司