用于使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的裝置和方法【
技術領域：
】[0001]本發明涉及一種用于使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的裝置和方法，特別地，涉及具有環形匝的超導線圈。【
背景技術：
】[0002]用于使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的典型裝置基本包括解繞和矯直單元以及彎曲和卷繞單元。解繞和矯直單元具有使線圈圍繞豎直軸線解繞的功能，該解繞和矯直單元由以恒定半徑彎曲且沿著柱形螺旋路徑卷繞的導體形成，從而提供矯直的導體。因此，解繞和矯直單元使得線圈圍繞其豎直軸線旋轉并且同時借助于滾動矯直設備將離開線圈的導體矯直。線圈通常以恒定速度連續地解繞，但是，出于各種原因，操作員或者控制系統也可改變速度，例如，該速度可在隨后卷繞操作的一些關鍵階段期間減小。彎曲和卷繞單元包括彎曲設備以及轉盤(rotarytable，旋轉臺)，該彎曲設備布置成使矯直的導體彎曲，離開彎曲設備的彎曲導體被放置在該轉盤上，因此，形成一組匝以制造超導線圈。額外的設備可設置于解繞和矯直單元與彎曲和卷繞單元之間，這些設備布置成對離開解繞和矯直單元的矯直的導體進行加工，比如，放置在滾動矯直設備下游的一個或多個精密矯直設備進一步使導體、清潔設備以及噴沙設備矯直。然而，噴沙設備可放置在彎曲設備的下游而非上游。另外的設備可放置在彎曲設備與轉盤之間以對離開彎曲設備的彎曲導體進行加工。[0003]通常，并非通過沿著具有豎直軸線的柱形螺旋路徑卷繞導體而獲得超導線圈(并因此其中利用恒定的半徑是導體彎曲)，而是以下列模式獲得超導線圈。首先，用恒定的半徑將導體彎曲成大角度(例如，330度)，然后，制造通常被稱為“匝間過渡”的結合部，該接合部具有高達周角的剩余角度(例如，30度)。這種結合部被制造成使得以導體為端部，該導體布置成再次正切于線圈軸線，但與其向內或向外間隔開成一匝距(一匝距通常等于一匝的橫向尺寸加上絕緣層占據的空間)。這種模式允許獲得大角度的完美軸向對稱平坦繞組(其對于確保線圈的正確操作很重要)，非軸向對稱路徑局限于相對窄的角(相對于周角而言)。[0004]從一匝至相鄰的一匝的過渡可借助于液壓操作模具而制造成S形。這個操作必須手動完成并且使用轉盤止動，因此，涉及制造線圈所需的整體時間的增加以及定位錯誤的風險。因此，雖然這個第一解決方案允許限制過渡的角度，但其目前并不是優選的一種解決方法。根據可替代解決方案(即，目前優選的一種解決方案)，從一匝至下一匝的過渡可通過利用彎曲設備在具有恒定彎曲半徑的部分的端部制造結合部而獲得，該結合部包括具有較小彎曲半徑(相對于前述恒定彎曲半徑)的部分以及具有較大彎曲半徑(再次相對于前述恒定彎曲半徑)的部分。首先使具有更小彎曲半徑的部分允許從之前形成的匝移位至新的內匝，并且然后使具有更大彎曲半徑的部分允許從之前形成的匝移位至新的內匝，同時這兩個部分按照相反順序允許從之前形成的匝移位至新的外匝。優選地，具有較大彎曲半徑的部分是平直部(即，具有無限彎曲半徑的部分)，這是因為使這個部分作為平直部允許(在其他條件均相同的情況下)使結合部的總長度最小化。[0005]用于制造匝間過渡的上文所述第二解決方案需要較寬的平移角，但這種解決方案更為快速和準確并且并不包括裝置的止動機構。[0006]為了使用第二解決方案允許裝置實施匝間過渡，已知必須具有連同解繞和矯直單元一起并且連同彎曲設備的上游的另外的設備(如果有的話)一起的固定的彎曲設備，并且必須具有能夠在水平平面內(特別地，在矯直的導體的向前方向上(下文被稱為縱向方向或者X方向)并且在垂直于X方向的方向上(下文被稱為橫向方向或者y方向)平移的轉盤，從而在過渡階段開始時改變彎曲半徑時并且直至該階段結束時允許轉盤在水平面中(因此，在X方向上并且在y方向上)改變其位置。在過渡階段結束時，轉盤將位于沿X方向的與初始階段相同的位置，而其沿著y方向移位的距離等于一匝距。一旦該過渡階段完成并且直至下一個過渡階段，轉盤僅遵循旋轉移動。[0007]當生產具有20米以上級別直徑的大尺寸超導線圈時，很難使轉盤在水平平面上平移。因此，根據上文所述第二解決方案生產這種尺寸的線圈并獲得匝間過渡的裝置非常復雜且昂貴。【
發明內容】[0008]本發明的目的是提供一種用于使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的裝置和方法，本發明允許獲得根據上文討論的第二解決方案的并且較現有技術不復雜的匝間過渡。[0009]借助于用于使導體彎曲并卷繞以分別制造本發明中所限定的超導線圈的裝置和方法，根據本發明完全實現了這些目的以及其他目的。[0010]在本申請中闡述了本發明的另外的有利特征，其內容被視為下文說明書的整體和構成部分。[0011]簡言之，本發明基于這樣一種構思，即，將轉盤設置成僅能圍繞其軸線旋轉移動、將裝置的位于轉盤上游的全部部件(即，解繞和矯直單元、彎曲設備以及(如果有的話)設置在解繞和矯直單元與彎曲設備之間的另外的設備)設置成沿著橫向方向平移移動、以及將彎曲設備設置成也僅進行縱向平移移動，由此，匝間過渡階段通過對轉盤的旋轉移動、裝置的位于轉盤上游的部件(包括彎曲設備)在橫向方向上的平移移動以及彎曲設備在縱向方向上的平移移動進行適當地組合而實施。【附圖說明】[0012]將參考附圖僅通過非限制性實施例的方式使本發明的另外特征和優點從下文的細節描述中變得更為清晰，附圖中:[0013]圖1是根據本發明的實施方式的用于使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的轉至的示意性平面圖；[0014]圖2是圖1中的裝置的彎曲設備的立體圖；以及[0015]圖3a至圖3g是按順序示出了如何使用根據本發明的裝置和方法實施匝間過渡階段的示意圖。【具體實施方式】[0016]首先參考圖1，用于使導體C彎曲并卷繞以制造超導線圈B的裝置基本上包括:[0017]-解繞和矯直單元10，該解繞和矯直單元用于使線圈圍繞豎直軸線解繞，該線圈由以恒定直徑彎曲并沿著柱形螺旋路徑卷繞的導體C形成，并且該解繞和矯直單元用于提供矯直的導體C;[0018]-彎曲和卷繞單元12，該彎曲和卷繞單元包括彎曲設備14以及轉盤16，該彎曲設備布置成使離開解繞和矯直單元10的矯直的導體C彎曲，離開彎曲設備14的彎曲的導體C放置在該轉盤上，由此，形成一組匝以制造超導線圈B;以及[0019]-多個中間設備，該多個中間設備放置在解繞和矯直單元10與彎曲和卷繞單元12之間，并且該多個中間設備布置成處理彎曲和卷繞單元12上游的導體C，比如，所述中間設備比如為一個或多個精密的矯直設備18、清潔設備20以及噴沙設備22，所述一個或多個精密的矯直設備布置成進一步矯直離開解繞和矯直單元10的導體C。[0020]轉盤16安裝成可圍繞其軸線z(豎直軸線)旋轉并且可沿著該軸線平移。然而，轉盤16在水平面內不可移動，并且因此，其軸線z的位置是固定的。彎曲設備14可沿著X方向(下文被稱為縱向方向)平移，X方向與由解繞和矯直單元10供應至彎曲設備14的矯直的導體C的縱軸線方向一致。放置在轉盤16上游的裝置的所有部件(即，彎曲設備14、解繞和矯直單元10以及(如果有的話)介于彎曲設備14與解繞和矯直單元10之間的中間設備18、20、22)可沿著y方向(下文被稱為橫向方向)平移，y方向水平地定向并且垂直于縱向方向。[0021]圖2示出了可在使導體彎曲并卷繞以制造超導線圈的裝置中使用的彎曲設備14的典型實例，更具體地為所謂的三輥式彎曲設備(即，該彎曲設備包括通常分別被稱為第一輥、中間輥以及彎曲輥的三個輥24、26和28，該三個輥以這樣一種方式放置，即，被供應穿過彎曲設備14的導體C在一側上經過第一輥24與彎曲輥28之間并且在相對側上經過中間輥26。在圖2中示出的實施方式中，彎曲設備14包括額外的輥30和32，該額外的輥分別放置在上述三個輥的上游和下游，但也可省去這些額外的輥。而且，彎曲設備14還可具有與本文示出的彎曲設備所不同的構造。[0022]對于兩匝之間的結合部包括第一彎曲部(該第一彎曲部具有較小的彎曲半徑)和第二平直部的情況，現將參考圖3a至圖3g描述在根據本發明的裝置中實施匝間過渡階段(更具體地，從線圈B的外匝Se至內匝Si的過渡)的方式。[0023]圖3a示出了在主恒定半徑匝部的端部處的情況。在制造這個匝部的整個過程中，彎曲設備14并不沿著X方向移動，裝置的放置在轉盤16上游的部件(包括彎曲設備14)并不沿著y方向移動，并且轉盤16設置成隨著導體C沿著X方向(例如，以恒定速度)從解繞和矯直單元10向前行進至彎曲設備14而圍繞軸線z(例如，以恒定速度)旋轉。[0024]在匝間過渡階段期間，以如下文解釋的方式來控制放置在轉盤16上游的裝置的部件沿著y方向的平移移動、彎曲設備14沿著X方向的平移移動以及轉盤16圍繞其軸線Z的旋轉移動。[0025]只要涉及彎曲設備14沿著X方向的平移移動，則優選適用的當前第1頁1 2