專利名稱：卷繞線狀物品的機器中的導向裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用在將電纜這樣的線狀物品卷繞在帶凸緣的卷筒上的卷繞機中的裝置，它包括一個支承卷筒的支架，卷筒可繞其軸線轉動，一個將電纜傳送到卷筒上的配線器，以便在卷筒的兩側凸緣之間形成彼此相鄰卷繞的電纜圈的疊層，所述支架和配線器可彼此相對移動，使得電纜相對于鄰接的電纜圈以一個向后的偏斜角卷繞在卷筒上，而且在電纜圈之間形成S形過渡段。
在這方面，術語“線狀物品”泛指所有種類的能被卷繞在卷筒上的細長物體，如電纜、導線、絲線和纖維，以及絕大多數用在電纜和數據傳輸導線生產中的產品。然而為了簡明起見，下面將僅僅結合電纜對本發明進行描述。
當把電纜卷繞在卷軸或卷筒上時，要用導向件引導電纜，以便使電纜在卷筒的兩側凸緣之間以疊層的形式布置，每一疊層都由若干數量的彼此鄰接的電纜圈組成。
在大多數先有技術的卷繞機中(包括美國專利第3，997，128號)，卷繞運動要受到電纜導向件平行于卷筒軸線的軸向移動的影響。電纜導向件以這樣的方式引導電纜或移動卷筒，即當卷筒轉動了一整圈時，導向件或卷筒移動了一段與一股電纜厚度相等的距離。
這種方法的一個缺點是，電纜螺旋形地排列，在卷筒的兩平行側邊凸緣之間存在空隙，其結果是在卷繞過程中，在卷筒凸緣附近，卷筒將被越來越不規則地填充，電纜能滑落到空隙中，而且破壞了正規的卷繞過程，因此，不可能以最好的方式填充卷筒，并且電纜易發生機械損壞。當在下面的生產工序中繞開電纜時，由于電纜在卷筒凸緣附近楔固或交疊，而又可能發生機械損壞。
當一層電纜卷繞到卷筒的一個凸緣而調轉方向朝另一凸緣卷繞時，就形成了一種具有節距角的螺線結構，該節距角與下面一層電纜的節距角是相反的。當在卷筒的一個凸緣處調轉卷繞方向之后，電纜將部分地遵循下面一層電纜的螺線結構的螺線槽的路徑，其結果是，即使是在離卷筒凸緣有一段距離的地方，也會在卷繞層中形成空隙。
例如，象美國專利第3，951，355和4，143，834號所公開的，如果在卷筒凸緣附近讓電纜導向件和卷筒的相對移動中斷一段預定的時間，就能實現一種改進的卷繞。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，此后重新開始電纜導向裝置和卷筒之間的上述相對移動，使得卷筒每轉一圈就連續地側向移過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形過渡段。在卷繞過程中，所要卷繞的電纜相對于卷筒的軸線形成一個向后的偏斜角。
上述方法的一個缺點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形過渡段易產生這種情況，在過渡段，待卷繞的電纜的向后偏斜角暫時增大。然而，當物品由具有高摩擦系數的材料制成時，如卷繞電絕緣的膠皮電纜或膠皮管時，就會使上述問題變得極為嚴重。當出現大的偏斜角時，也會加劇這個問題。
歐洲專利申請第0043368號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形過渡段并不增大，所以降低了電纜的爬升傾向。為了補償偏斜角的變化和為了盡可能保持偏斜角恒定，一個檢測裝置連續地改變卷筒和電纜導向件間的相對移動。
然而這樣做的一個主要缺點是由于電纜尺寸不規則和相對于向后偏斜角產生大的摩擦系數等原因，如果所要卷繞的電纜偶然地爬到相鄰電纜圈上，則卷繞機要試圖保持偏斜角恒定，就會調轉卷繞機的卷繞方向。
這樣，偏斜角變成指向前方，而電纜開始朝著相反的卷筒凸緣向后以螺線形式卷繞，電纜將撞擊卷筒凸緣并破壞了正規的卷繞過程。
在以高速卷繞重的物品時，帶有電纜層的卷筒的質量慣性使得卷繞機難于通過軸向移動卷筒來維持恒定的向后偏斜角。此外，用來保持偏斜角恒定的裝置也十分復雜。
如果僅僅移動電纜導向件并且導向件和位于其前面的導向機構間的距離不適當地增大的話，在電纜導向件之前的電纜會產生過大的彎曲角。
從美國專利第4，421，284號中獲得。在電纜的卷筒接觸點之前，向所要卷繞的電纜施加一個向下的力，這減少了電纜爬到相鄰電纜圈上的風險。然而這種裝置包括復雜的導向輪，它們必須在卷筒凸緣的旁邊轉動，而且隨著卷繞過程中卷筒內徑的逐漸增大，整個導向裝置也應逐步地移離卷筒，否則導向裝置將碰撞繞在卷筒上的電纜層。因此這種卷繞機具有相當大的缺陷。
美國專利第4，150，801號提出，利用T形或L形接觸件將電纜壓到相鄰一個電纜圈上并同時向下壓。不過，這種卷繞機必須裝設一個電纜檢測器，它協調橫向運動，使電纜與卷筒軸線成90°角地運行。此外，接觸件必須能由一個動力操縱的提升機構提升，以防止它在卷筒兩端的轉折點處卡住。這種卷繞機是不適用的和復雜的，并且會損傷電纜。此外，如果由于在卷繞過程經常發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，則將破壞正規的卷繞過程。
本發明的目的是提供卷繞機中的一個裝置，它避免了上述的缺點，能使電纜圈彼此緊密地卷繞起來，同時能防止所要卷繞的線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動。上述目的是由根據本發明的裝置來實現的，該發明的特征是所述卷繞機裝有在電纜的卷筒接觸點處壓在電纜上的壓下機構，該壓下機構向電纜施加一個力，使得在卷筒凸緣附近電纜本身能頂起壓下機構，以開始卷繞新的一層電纜;
所述配線器和所述支架設置成彼此相對以恒定速度移動，因此允許所述偏斜角在相鄰電纜圈間的S形過渡段上發生變化，但當電纜朝向卷筒凸緣移動時，該偏斜角始終保持向后的方向;
所述的配線器設置成在卷筒凸緣附近將電纜沿離開電纜軸線的兩方向中的任一方移動一段與一股電纜的厚度相等的距離。
本發明是基于這樣的構思不是要利用強制性的控制措施在整個卷繞過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，而是允許這個偏斜角在電纜形成的S形過渡段上發生變化，但當電纜朝著卷筒凸緣前進時卻總是保持該偏斜角指向后方。利用壓下機構來防止所要卷繞的電纜爬到相鄰的電纜圈上。該壓下機構在電纜的卷筒接觸點和緩地靠在電纜上，并且當電纜開始新的一層時，在卷筒凸緣附近，壓下機構可由電纜頂起。“和緩地”意味著不是為了迫使電纜遵循前一圈電纜的S形過渡段的路線卷繞而利用壓下機構從上面和側面強力地壓住電纜，而是允許電纜自己形成S形過渡段;如果電纜是剛性的，可以在一定程度上允許過渡段是平坦的。由于電纜在卷筒凸緣附近的位置被改變了，所以便容易開始進行規則的卷繞過程，因此壓下機構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。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明。
圖1是一臺卷繞機的垂直截面圖，其中使用了本發明的裝置。
圖2A和2B表示了本發明的卷繞過程，其中還示出了卷筒處于兩個不同的轉動位置時的電纜的卷筒接觸點。
圖3A至3B表示了電纜在卷筒凸緣附近調轉運動方向的情況。
圖1所示的卷繞機的主要部件包括一個支承卷筒2的支架1和一個將電纜4傳送到卷筒上的配線器3。支架上裝有輪子，并借助于一個未示出的機構可沿卷筒的軸向轉動，而配線器是固定安裝的。
配線器帶有一個樞裝在垂直平面內的臂5，臂的外端裝有一個可轉動地安裝的壓輥6，壓輥6的長度大于一股電纜的厚度，且壓輥連著一個檢測器7。一個加壓部件如壓力缸8設置在臂和配線器的支架之間。此外，在配線器上安裝了一個電纜導向裝置9。
通過卷筒一邊相對于配線器沿軸向移動一邊連續地轉動，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構成，且相鄰的電纜圈之間都具有S形的過渡段11。在卷筒凸緣12附近，卷筒的移動方向顛倒過來。
電纜由導向裝置9相對于卷筒接觸點13進行導向，使得電纜形成一個偏斜角A，該偏斜角相對于電纜朝著卷筒凸緣的運動方向指向后方，如圖2A所示。卷筒相對于固定的配線器以恒定的速度軸向移動，這意味著向后的偏斜角在S形的過渡段臨時地增大了，如圖2B所示的角A′。這種變動并不需要加以補償。
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形過渡段處嚴格地遵循前一圈電纜的路線。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，而不會迫使它做S形急轉彎。
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地停在卷筒凸緣的旁邊，而且用一個側輥防止與卷筒凸緣的摩擦。
在卷筒凸緣附近，電纜停靠在卷筒凸緣上并與之平行，此后在導向裝置9的作用下，它的位置在下一個S形過渡段處發生變化。
導向裝置包括兩個滑輪14，這兩個滑輪彼此平行地設置在樞裝在配線器支架上的彎臂15上。彎臂連接到一個致動機構如氣壓缸16上，而氣壓缸與壓縮氣源17連通。壓輥的檢測器7由導線18連到閥門20的致動器19，閥門20設置在氣壓缸和壓縮氣源之間。
圖3a表示了當電纜朝卷筒的右側凸緣12卷繞時導向裝置的位置。導向滑輪14以上述向后偏斜角A的角度將電纜引到卷筒上。
檢測器測量距卷筒凸緣的距離，并在測得這段距離后通過導線21向卷繞機的電子裝置發送出相應的脈沖。卷繞機的電子裝置計算在卷筒上還要卷繞多少圈電纜才能使電纜到達卷筒的凸緣(這個圈數取決于電纜的直徑)，并調整卷筒的軸向轉動，以使得電纜將平行于卷筒凸緣設置，見圖3B。
在卷繞上另一圈電纜之后，電子裝置控制卷筒反向運動。同時，檢測器向致動器發送一個脈沖，這將影響到閥門20，以便使氣壓缸改變滑輪的位置，如圖3C所示。在這個位置，滑輪使電纜沿側向移動一段與一股電纜厚度相等的距離，由此形成第一個S形過渡段。
當電纜開始繞第二圈時，檢測器向致動器發送一個脈沖，使氣壓缸作用，將導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卷繞電纜。與此同時，卷繞機的電子裝置接收到一個脈沖，以調節卷筒的軸向移動，使電纜又回到向后偏斜角A的狀態，如圖3D所示。
當電纜到達卷筒的左凸緣時，就重復到達右凸緣時的相同操作，如圖3E和3F所示。
附圖和上面的描述僅要指示出本發明的構思，至于本發明裝置的細節，則可在權利要求的范圍內進行改變。
權利要求
1.一種用在將電纜這樣的線狀物品卷繞在帶凸緣的卷筒上的卷繞機中的裝置，包括一個支承卷筒(2)的支架(1)，該卷筒可繞其軸線轉動，一個將電纜(4)傳送到所述卷筒上的配線器(3)，以便在卷筒的兩側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器可彼此相對移動，使得電纜相對于鄰接的電纜圈(10)以一個向后的偏斜角(A)卷繞在卷筒上，而且在電纜圈之間形成S形過渡段(11)，其特征是所述卷繞機裝有在電纜的卷筒接觸點(13)處壓在電纜(4)上的壓下機構(5、6)，該壓下機構向電纜施加一個力，并使得在卷筒凸緣(12)附近電纜本身能頂起壓下機構，以開始卷繞新的一層電纜，所述配線器(3)和所述支架(1)設置成彼此相對以恒定速度移動，因此允許所述向后的偏斜角(A)在相鄰電纜圈(10)間的S形過渡段(11)上發生變化，但當電纜朝向卷筒凸緣(12)移動時，該偏斜角始終保持向后的方向，所述配線器(3)設置成在卷筒凸緣附近將電纜沿離開電纜軸線的兩方向中任何一方移動一段與一股電纜的厚度相等的距離。
2.根據權利要求1的裝置，其特征是所述壓下機構(5、6)包括一個壓在電纜(4)上的壓輥(6)，所述壓輥的長度大于所述電纜的厚度。
3.根據權利要求2的裝置，其特征是所述壓下機構(5、6)的壓輥(6)軸向彈性地安裝在一個壓輥支架(5)中。
4.根據權利要求1至3中任意一項的裝置，其特征是所述配線器(3)由兩個其間接納電纜(4)的平行導向滑輪(14)構成，這兩個導向滑輪樞裝在一根平行于該導向滑輪的樞軸上，并連接到使導向滑輪在兩個角位置間樞轉的致動機構(16、17、19、20)，其中兩導向滑輪從相對側接觸一個垂直于所述卷筒軸線并在兩導向滑輪之間延伸的平面。
5.根據權利要求4的裝置，其特征是所述致動機構包括一個氣壓缸(16)。
6.根據權利要求5的裝置，其特征是所述壓下機構(5、6)帶有一個檢測器(7)，該檢測器檢測卷筒凸緣(12)的位置并控制一個閥門(20)，該閥門控制氣壓缸(16)的操作，以便在卷筒凸緣附近改變導向滑輪(14)的角位置。
7.根據前面任意一個權利要求的裝置，其特征是所述壓下機構(5、6)與一個加壓部件(8)相連，該加壓部件向所述壓下機構施加一個壓力，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器中的裝置，包括支承繞其軸線轉動的卷筒的支架1和將電纜傳到卷筒上以形成疊層的配線器3。為了緊密地卷繞電纜圈并防止電纜爬升，壓下件6向電纜施加一個力，但在卷筒凸緣附近電纜本身能頂起壓下件，以開始卷繞新的一層。配線器和支架以恒速相對移動，以允許偏斜角A在相鄰線圈之間的S形過渡段11上變化，但卻始終保持向后的指向。在卷筒凸緣附近，配線器沿離開電纜軸線的任一方向移動一段等于一股電纜厚度的距離。
文檔編號B65H54/28GK1054570SQ9110089
公開日1991年9月18日 申請日期1991年2月22日 優先權日1990年2月23日
發明者格斯特夫·林德羅斯 申請人:諾基亞-梅勒弗爾公司