專(zhuān)利名稱(chēng)：卷繞線(xiàn)狀物品的機(jī)器中的導(dǎo)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用在將電纜這樣的線(xiàn)狀物品卷繞在帶凸緣的卷筒上的卷繞機(jī)中的裝置，它包括一個(gè)支承卷筒的支架，卷筒可繞其軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)將電纜傳送到卷筒上的配線(xiàn)器，以便在卷筒的兩側(cè)凸緣之間形成彼此相鄰卷繞的電纜圈的疊層，所述支架和配線(xiàn)器可彼此相對(duì)移動(dòng)，使得電纜相對(duì)于鄰接的電纜圈以一個(gè)向后的偏斜角卷繞在卷筒上，而且在電纜圈之間形成S形過(guò)渡段。
在這方面，術(shù)語(yǔ)“線(xiàn)狀物品”泛指所有種類(lèi)的能被卷繞在卷筒上的細(xì)長(zhǎng)物體，如電纜、導(dǎo)線(xiàn)、絲線(xiàn)和纖維，以及絕大多數(shù)用在電纜和數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線(xiàn)生產(chǎn)中的產(chǎn)品。然而為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，下面將僅僅結(jié)合電纜對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。
當(dāng)把電纜卷繞在卷軸或卷筒上時(shí)，要用導(dǎo)向件引導(dǎo)電纜，以便使電纜在卷筒的兩側(cè)凸緣之間以疊層的形式布置，每一疊層都由若干數(shù)量的彼此鄰接的電纜圈組成。
在大多數(shù)先有技術(shù)的卷繞機(jī)中(包括美國(guó)專(zhuān)利第3，997，128號(hào))，卷繞運(yùn)動(dòng)要受到電纜導(dǎo)向件平行于卷筒軸線(xiàn)的軸向移動(dòng)的影響。電纜導(dǎo)向件以這樣的方式引導(dǎo)電纜或移動(dòng)卷筒，即當(dāng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)了一整圈時(shí)，導(dǎo)向件或卷筒移動(dòng)了一段與一股電纜厚度相等的距離。
這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)是，電纜螺旋形地排列，在卷筒的兩平行側(cè)邊凸緣之間存在空隙，其結(jié)果是在卷繞過(guò)程中，在卷筒凸緣附近，卷筒將被越來(lái)越不規(guī)則地填充，電纜能滑落到空隙中，而且破壞了正規(guī)的卷繞過(guò)程，因此，不可能以最好的方式填充卷筒，并且電纜易發(fā)生機(jī)械損壞。當(dāng)在下面的生產(chǎn)工序中繞開(kāi)電纜時(shí)，由于電纜在卷筒凸緣附近楔固或交疊，而又可能發(fā)生機(jī)械損壞。
當(dāng)一層電纜卷繞到卷筒的一個(gè)凸緣而調(diào)轉(zhuǎn)方向朝另一凸緣卷繞時(shí)，就形成了一種具有節(jié)距角的螺線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該節(jié)距角與下面一層電纜的節(jié)距角是相反的。當(dāng)在卷筒的一個(gè)凸緣處調(diào)轉(zhuǎn)卷繞方向之后，電纜將部分地遵循下面一層電纜的螺線(xiàn)結(jié)構(gòu)的螺線(xiàn)槽的路徑，其結(jié)果是，即使是在離卷筒凸緣有一段距離的地方，也會(huì)在卷繞層中形成空隙。
例如，象美國(guó)專(zhuān)利第3，951，355和4，143，834號(hào)所公開(kāi)的，如果在卷筒凸緣附近讓電纜導(dǎo)向件和卷筒的相對(duì)移動(dòng)中斷一段預(yù)定的時(shí)間，就能實(shí)現(xiàn)一種改進(jìn)的卷繞。在這種情況下，最初的一圈或幾圈電纜是平行于卷筒凸緣卷繞的，此后重新開(kāi)始電纜導(dǎo)向裝置和卷筒之間的上述相對(duì)移動(dòng)，使得卷筒每轉(zhuǎn)一圈就連續(xù)地側(cè)向移過(guò)一段等于一根電纜直徑的距離。
采用這種卷繞方法可以獲得這樣的電纜分布電纜圈平行于卷筒的凸緣，并且在相鄰的電纜圈之間形成有S形過(guò)渡段。在卷繞過(guò)程中，所要卷繞的電纜相對(duì)于卷筒的軸線(xiàn)形成一個(gè)向后的偏斜角。
上述方法的一個(gè)缺點(diǎn)是所要卷繞的電纜傾向于爬到相鄰的電纜圈上，特別是在S形過(guò)渡段易產(chǎn)生這種情況，在過(guò)渡段，待卷繞的電纜的向后偏斜角暫時(shí)增大。然而，當(dāng)物品由具有高摩擦系數(shù)的材料制成時(shí)，如卷繞電絕緣的膠皮電纜或膠皮管時(shí)，就會(huì)使上述問(wèn)題變得極為嚴(yán)重。當(dāng)出現(xiàn)大的偏斜角時(shí)，也會(huì)加劇這個(gè)問(wèn)題。
歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)第0043368號(hào)提出要保持待卷繞的電纜的向后偏斜角在所有情況下都為恒定，以此防止偏斜角的改變。由于偏斜角在S形過(guò)渡段并不增大，所以降低了電纜的爬升傾向。為了補(bǔ)償偏斜角的變化和為了盡可能保持偏斜角恒定，一個(gè)檢測(cè)裝置連續(xù)地改變卷筒和電纜導(dǎo)向件間的相對(duì)移動(dòng)。
然而這樣做的一個(gè)主要缺點(diǎn)是由于電纜尺寸不規(guī)則和相對(duì)于向后偏斜角產(chǎn)生大的摩擦系數(shù)等原因，如果所要卷繞的電纜偶然地爬到相鄰電纜圈上，則卷繞機(jī)要試圖保持偏斜角恒定，就會(huì)調(diào)轉(zhuǎn)卷繞機(jī)的卷繞方向。
這樣，偏斜角變成指向前方，而電纜開(kāi)始朝著相反的卷筒凸緣向后以螺線(xiàn)形式卷繞，電纜將撞擊卷筒凸緣并破壞了正規(guī)的卷繞過(guò)程。
在以高速卷繞重的物品時(shí)，帶有電纜層的卷筒的質(zhì)量慣性使得卷繞機(jī)難于通過(guò)軸向移動(dòng)卷筒來(lái)維持恒定的向后偏斜角。此外，用來(lái)保持偏斜角恒定的裝置也十分復(fù)雜。
如果僅僅移動(dòng)電纜導(dǎo)向件并且導(dǎo)向件和位于其前面的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)間的距離不適當(dāng)?shù)卦龃蟮脑?huà)，在電纜導(dǎo)向件之前的電纜會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的彎曲角。
從美國(guó)專(zhuān)利第4，421，284號(hào)中獲得。在電纜的卷筒接觸點(diǎn)之前，向所要卷繞的電纜施加一個(gè)向下的力，這減少了電纜爬到相鄰電纜圈上的風(fēng)險(xiǎn)。然而這種裝置包括復(fù)雜的導(dǎo)向輪，它們必須在卷筒凸緣的旁邊轉(zhuǎn)動(dòng)，而且隨著卷繞過(guò)程中卷筒內(nèi)徑的逐漸增大，整個(gè)導(dǎo)向裝置也應(yīng)逐步地移離卷筒，否則導(dǎo)向裝置將碰撞繞在卷筒上的電纜層。因此這種卷繞機(jī)具有相當(dāng)大的缺陷。
美國(guó)專(zhuān)利第4，150，801號(hào)提出，利用T形或L形接觸件將電纜壓到相鄰一個(gè)電纜圈上并同時(shí)向下壓。不過(guò)，這種卷繞機(jī)必須裝設(shè)一個(gè)電纜檢測(cè)器，它協(xié)調(diào)橫向運(yùn)動(dòng)，使電纜與卷筒軸線(xiàn)成90°角地運(yùn)行。此外，接觸件必須能由一個(gè)動(dòng)力操縱的提升機(jī)構(gòu)提升，以防止它在卷筒兩端的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處卡住。這種卷繞機(jī)是不適用的和復(fù)雜的，并且會(huì)損傷電纜。此外，如果由于在卷繞過(guò)程經(jīng)常發(fā)生的不正常情況而使卷筒上的一層電纜在卷筒凸緣附近的隆起高度大于一股電纜的厚度，則將破壞正規(guī)的卷繞過(guò)程。
本發(fā)明的目的是提供卷繞機(jī)中的一個(gè)裝置，它避免了上述的缺點(diǎn)，能使電纜圈彼此緊密地卷繞起來(lái)，同時(shí)能防止所要卷繞的線(xiàn)狀物品偶然地爬到相鄰的電纜圈上，并確保在卷筒凸緣附近提供受控的運(yùn)動(dòng)。上述目的是由根據(jù)本發(fā)明的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該發(fā)明的特征是所述卷繞機(jī)裝有在電纜的卷筒接觸點(diǎn)處壓在電纜上的壓下機(jī)構(gòu)，該壓下機(jī)構(gòu)向電纜施加一個(gè)力，使得在卷筒凸緣附近電纜本身能頂起壓下機(jī)構(gòu)，以開(kāi)始卷繞新的一層電纜;
所述配線(xiàn)器和所述支架設(shè)置成彼此相對(duì)以恒定速度移動(dòng)，因此允許所述偏斜角在相鄰電纜圈間的S形過(guò)渡段上發(fā)生變化，但當(dāng)電纜朝向卷筒凸緣移動(dòng)時(shí)，該偏斜角始終保持向后的方向;
所述的配線(xiàn)器設(shè)置成在卷筒凸緣附近將電纜沿離開(kāi)電纜軸線(xiàn)的兩方向中的任一方移動(dòng)一段與一股電纜的厚度相等的距離。
本發(fā)明是基于這樣的構(gòu)思不是要利用強(qiáng)制性的控制措施在整個(gè)卷繞過(guò)程中保持所要卷繞的物品(如電纜)的向后偏斜角在卷筒兩凸緣之間始終恒定，而是允許這個(gè)偏斜角在電纜形成的S形過(guò)渡段上發(fā)生變化，但當(dāng)電纜朝著卷筒凸緣前進(jìn)時(shí)卻總是保持該偏斜角指向后方。利用壓下機(jī)構(gòu)來(lái)防止所要卷繞的電纜爬到相鄰的電纜圈上。該壓下機(jī)構(gòu)在電纜的卷筒接觸點(diǎn)和緩地靠在電纜上，并且當(dāng)電纜開(kāi)始新的一層時(shí)，在卷筒凸緣附近，壓下機(jī)構(gòu)可由電纜頂起?！昂途彽亍币馕吨皇菫榱似仁闺娎|遵循前一圈電纜的S形過(guò)渡段的路線(xiàn)卷繞而利用壓下機(jī)構(gòu)從上面和側(cè)面強(qiáng)力地壓住電纜，而是允許電纜自己形成S形過(guò)渡段;如果電纜是剛性的，可以在一定程度上允許過(guò)渡段是平坦的。由于電纜在卷筒凸緣附近的位置被改變了，所以便容易開(kāi)始進(jìn)行規(guī)則的卷繞過(guò)程，因此壓下機(jī)構(gòu)的和緩的壓力足以防止電纜的爬升，即使是在卷筒凸緣的附近也是如此。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是一臺(tái)卷繞機(jī)的垂直截面圖，其中使用了本發(fā)明的裝置。
圖2A和2B表示了本發(fā)明的卷繞過(guò)程，其中還示出了卷筒處于兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)的電纜的卷筒接觸點(diǎn)。
圖3A至3B表示了電纜在卷筒凸緣附近調(diào)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方向的情況。
圖1所示的卷繞機(jī)的主要部件包括一個(gè)支承卷筒2的支架1和一個(gè)將電纜4傳送到卷筒上的配線(xiàn)器3。支架上裝有輪子，并借助于一個(gè)未示出的機(jī)構(gòu)可沿卷筒的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，而配線(xiàn)器是固定安裝的。
配線(xiàn)器帶有一個(gè)樞裝在垂直平面內(nèi)的臂5，臂的外端裝有一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝的壓輥6，壓輥6的長(zhǎng)度大于一股電纜的厚度，且壓輥連著一個(gè)檢測(cè)器7。一個(gè)加壓部件如壓力缸8設(shè)置在臂和配線(xiàn)器的支架之間。此外，在配線(xiàn)器上安裝了一個(gè)電纜導(dǎo)向裝置9。
通過(guò)卷筒一邊相對(duì)于配線(xiàn)器沿軸向移動(dòng)一邊連續(xù)地轉(zhuǎn)動(dòng)，而將電纜卷繞在卷筒上。以這種方式，電纜形成疊置的電纜層，每一層都由若干鄰接的電纜圈10構(gòu)成，且相鄰的電纜圈之間都具有S形的過(guò)渡段11。在卷筒凸緣12附近，卷筒的移動(dòng)方向顛倒過(guò)來(lái)。
電纜由導(dǎo)向裝置9相對(duì)于卷筒接觸點(diǎn)13進(jìn)行導(dǎo)向，使得電纜形成一個(gè)偏斜角A，該偏斜角相對(duì)于電纜朝著卷筒凸緣的運(yùn)動(dòng)方向指向后方，如圖2A所示。卷筒相對(duì)于固定的配線(xiàn)器以恒定的速度軸向移動(dòng)，這意味著向后的偏斜角在S形的過(guò)渡段臨時(shí)地增大了，如圖2B所示的角A′。這種變動(dòng)并不需要加以補(bǔ)償。
利用壓力缸8將壓輥6壓在電纜上，所提供的壓力與電纜的重力和作用在電纜上的拉力同時(shí)作用在電纜上。壓力缸8提供的壓力只要足以防止電纜爬到前一圈電纜上即可。這樣電纜被柔緩地壓到卷筒上，但是壓輥的作用并不是迫使電纜在S形過(guò)渡段處嚴(yán)格地遵循前一圈電纜的路線(xiàn)。壓力最好小于作用在電纜上的拉力。以這種方式，電纜將能平緩地卷繞，而不會(huì)迫使它做S形急轉(zhuǎn)彎。
在將最后一圈電纜繞在前一圈電纜和卷筒凸緣之間而完成一層電纜的卷繞后，電纜抬起所述的最后一圈電纜并頂起壓輥。壓輥在軸向彈性地安裝在臂5上，使得它由于彈性而能自動(dòng)地停在卷筒凸緣的旁邊，而且用一個(gè)側(cè)輥防止與卷筒凸緣的摩擦。
在卷筒凸緣附近，電纜?？吭诰硗餐咕壣喜⑴c之平行，此后在導(dǎo)向裝置9的作用下，它的位置在下一個(gè)S形過(guò)渡段處發(fā)生變化。
導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)滑輪14，這兩個(gè)滑輪彼此平行地設(shè)置在樞裝在配線(xiàn)器支架上的彎臂15上。彎臂連接到一個(gè)致動(dòng)機(jī)構(gòu)如氣壓缸16上，而氣壓缸與壓縮氣源17連通。壓輥的檢測(cè)器7由導(dǎo)線(xiàn)18連到閥門(mén)20的致動(dòng)器19，閥門(mén)20設(shè)置在氣壓缸和壓縮氣源之間。
圖3a表示了當(dāng)電纜朝卷筒的右側(cè)凸緣12卷繞時(shí)導(dǎo)向裝置的位置。導(dǎo)向滑輪14以上述向后偏斜角A的角度將電纜引到卷筒上。
檢測(cè)器測(cè)量距卷筒凸緣的距離，并在測(cè)得這段距離后通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)21向卷繞機(jī)的電子裝置發(fā)送出相應(yīng)的脈沖。卷繞機(jī)的電子裝置計(jì)算在卷筒上還要卷繞多少圈電纜才能使電纜到達(dá)卷筒的凸緣(這個(gè)圈數(shù)取決于電纜的直徑)，并調(diào)整卷筒的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得電纜將平行于卷筒凸緣設(shè)置，見(jiàn)圖3B。
在卷繞上另一圈電纜之后，電子裝置控制卷筒反向運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，檢測(cè)器向致動(dòng)器發(fā)送一個(gè)脈沖，這將影響到閥門(mén)20，以便使氣壓缸改變滑輪的位置，如圖3C所示。在這個(gè)位置，滑輪使電纜沿側(cè)向移動(dòng)一段與一股電纜厚度相等的距離，由此形成第一個(gè)S形過(guò)渡段。
當(dāng)電纜開(kāi)始繞第二圈時(shí)，檢測(cè)器向致動(dòng)器發(fā)送一個(gè)脈沖，使氣壓缸作用，將導(dǎo)向滑輪重新帶到正常的卷繞位置，以便朝著卷筒凸緣的左側(cè)卷繞電纜。與此同時(shí)，卷繞機(jī)的電子裝置接收到一個(gè)脈沖，以調(diào)節(jié)卷筒的軸向移動(dòng)，使電纜又回到向后偏斜角A的狀態(tài)，如圖3D所示。
當(dāng)電纜到達(dá)卷筒的左凸緣時(shí)，就重復(fù)到達(dá)右凸緣時(shí)的相同操作，如圖3E和3F所示。
附圖和上面的描述僅要指示出本發(fā)明的構(gòu)思，至于本發(fā)明裝置的細(xì)節(jié)，則可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用在將電纜這樣的線(xiàn)狀物品卷繞在帶凸緣的卷筒上的卷繞機(jī)中的裝置，包括一個(gè)支承卷筒(2)的支架(1)，該卷筒可繞其軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)將電纜(4)傳送到所述卷筒上的配線(xiàn)器(3)，以便在卷筒的兩側(cè)凸緣之間形成彼此相鄰卷繞的電纜圈(10)的疊層，所述支架和所述配線(xiàn)器可彼此相對(duì)移動(dòng)，使得電纜相對(duì)于鄰接的電纜圈(10)以一個(gè)向后的偏斜角(A)卷繞在卷筒上，而且在電纜圈之間形成S形過(guò)渡段(11)，其特征是所述卷繞機(jī)裝有在電纜的卷筒接觸點(diǎn)(13)處壓在電纜(4)上的壓下機(jī)構(gòu)(5、6)，該壓下機(jī)構(gòu)向電纜施加一個(gè)力，并使得在卷筒凸緣(12)附近電纜本身能頂起壓下機(jī)構(gòu)，以開(kāi)始卷繞新的一層電纜，所述配線(xiàn)器(3)和所述支架(1)設(shè)置成彼此相對(duì)以恒定速度移動(dòng)，因此允許所述向后的偏斜角(A)在相鄰電纜圈(10)間的S形過(guò)渡段(11)上發(fā)生變化，但當(dāng)電纜朝向卷筒凸緣(12)移動(dòng)時(shí)，該偏斜角始終保持向后的方向，所述配線(xiàn)器(3)設(shè)置成在卷筒凸緣附近將電纜沿離開(kāi)電纜軸線(xiàn)的兩方向中任何一方移動(dòng)一段與一股電纜的厚度相等的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征是所述壓下機(jī)構(gòu)(5、6)包括一個(gè)壓在電纜(4)上的壓輥(6)，所述壓輥的長(zhǎng)度大于所述電纜的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的裝置，其特征是所述壓下機(jī)構(gòu)(5、6)的壓輥(6)軸向彈性地安裝在一個(gè)壓輥支架(5)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)的裝置，其特征是所述配線(xiàn)器(3)由兩個(gè)其間接納電纜(4)的平行導(dǎo)向滑輪(14)構(gòu)成，這兩個(gè)導(dǎo)向滑輪樞裝在一根平行于該導(dǎo)向滑輪的樞軸上，并連接到使導(dǎo)向滑輪在兩個(gè)角位置間樞轉(zhuǎn)的致動(dòng)機(jī)構(gòu)(16、17、19、20)，其中兩導(dǎo)向滑輪從相對(duì)側(cè)接觸一個(gè)垂直于所述卷筒軸線(xiàn)并在兩導(dǎo)向滑輪之間延伸的平面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征是所述致動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)氣壓缸(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其特征是所述壓下機(jī)構(gòu)(5、6)帶有一個(gè)檢測(cè)器(7)，該檢測(cè)器檢測(cè)卷筒凸緣(12)的位置并控制一個(gè)閥門(mén)(20)，該閥門(mén)控制氣壓缸(16)的操作，以便在卷筒凸緣附近改變導(dǎo)向滑輪(14)的角位置。
7.根據(jù)前面任意一個(gè)權(quán)利要求的裝置，其特征是所述壓下機(jī)構(gòu)(5、6)與一個(gè)加壓部件(8)相連，該加壓部件向所述壓下機(jī)構(gòu)施加一個(gè)壓力，所述壓力小于作用在電纜(4)上的拉力。
全文摘要
用在將電纜4卷繞在帶凸緣的卷筒上的機(jī)器中的裝置，包括支承繞其軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的卷筒的支架1和將電纜傳到卷筒上以形成疊層的配線(xiàn)器3。為了緊密地卷繞電纜圈并防止電纜爬升，壓下件6向電纜施加一個(gè)力，但在卷筒凸緣附近電纜本身能頂起壓下件，以開(kāi)始卷繞新的一層。配線(xiàn)器和支架以恒速相對(duì)移動(dòng)，以允許偏斜角A在相鄰線(xiàn)圈之間的S形過(guò)渡段11上變化，但卻始終保持向后的指向。在卷筒凸緣附近，配線(xiàn)器沿離開(kāi)電纜軸線(xiàn)的任一方向移動(dòng)一段等于一股電纜厚度的距離。
文檔編號(hào)B65H54/28GK1054570SQ9110089
公開(kāi)日1991年9月18日 申請(qǐng)日期1991年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1990年2月23日
發(fā)明者格斯特夫·林德羅斯 申請(qǐng)人:諾基亞-梅勒弗爾公司