CN101223021A - 在电缆或管的外表面形成环形槽的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于在诸如管之类的线状构件(10)的外表面形成多个环形槽(14)的设备(100)。槽是这样形成的，即，通过围绕管旋转筒形切割部件(120)，从而使该筒形切割部件内的切割工具形成槽。筒形切割部件的一次旋转能够在管的表面上形成多个槽。

Description

在电缆或管的外表面形成环形槽的设备和方法
技术领域
本发明涉及诸如电缆或管之类的线状构件的加工，并且特别涉及加工线状构件以在其外表面形成一系列环形槽的设备和方法。
背景技术
欧洲专利EP 765 214公开了一种适用于在光滑内径的管的外壁形成一系列平行槽的设备。该设备包括三个辊，所述三个辊在管穿过该设备时围绕该管设置。一个或多个所述辊具有槽，并且通过一个或多个具有槽的辊的旋转在管的外表面形成连续的槽。
欧洲专利EP 765 214公开的所述设备的局限之一在于：辊的三角形设置形成供管穿过的空隙。这种设置的几何结构意味着难以加工小型管，例如直径小于3mm的管。
申请人于2004年9月27日提交的英国待审申请GB 0421439.1中记载了一种设备，其中可在光滑内径的管的外壁形成相似的一系列平行槽。该设备包括两个相对的辊，其中的一个辊或两个辊上可具有槽，用以在为了开槽而将管穿过这两个辊之间时在管上形成槽。此外，设置两个相对的定位装置，以保持该管相对于相对的辊的位置。这种设置使所述两个相对的辊能够彼此非常靠近，从而能够在例如直径小于3mm的管之类的小型管上形成槽。
欧洲专利EP 765 214和英国专利GB 0421439.1公开的方法的缺点之一在于：为了在小直径管上形成槽，必须使用小型轴承以使形成槽的辊旋转。为了达到能够经济地制造具有槽的管所需的加工速度，必须以例如超过10000rpm的极高转速旋转这些轴承。在这类转速下长时间运转导致轴承的运转寿命显著降低。公认的是，离心力会造成轴承中的润滑剂从密封处渗出，这导致轴承过早损坏。由于在欧洲专利EP 765 214和英国专利GB 0421439.1记载的设备的设计中必须使用小型轴承，因此阻碍了能够延长轴承运转寿命的主动冷却(active cooling)和润滑措施的应用。
发明内容
根据本发明的第一方案，提供一种用于在细长构件的外表面形成多个槽的设备，该设备包括：筒形切割器(cutter)，该筒形切割器的内表面包括多个切割工具(cutting means)；第一可旋转定位装置和第二可旋转定位装置，该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置配置为在使用中使细长构件保持抵靠在该筒形切割器的内表面上；该筒形切割器容置在一切割器旋转装置中，从而该切割器旋转装置的旋转致使该筒形切割器旋转，在使用中，该筒形切割器的旋转致使该第一可旋转和第二可旋转定位装置以及保持抵靠在该筒形切割器的内表面上的细长构件相对于该筒形切割器的内表面旋转，从而推进该细长构件穿过筒形切割器，并通过多个切割工具在该细长构件的外表面形成多个槽。
这种设置提供了显著的优点，因为本发明使管在筒形切割器内部旋转，与现有技术中的一个或多个切割器围绕着管的外部旋转的情况不同。本发明能够使用较大的轴承，这类轴承能够被润滑和被液体冷却，例如可通过将冷却油抽入轴承中。应用较大的轴承还能够在例如超过10000rpm的高速下长时间运行。
附图说明
图1示出根据本发明的设备的横截面示意图；
图2示出根据本发明的设备的切开轴向示意图；
图3示出根据本发明的设备的切开立体示意图；
图4示出根据本发明的设备的切开侧视示意图：
图5示出根据本发明的设备使用的第一筒形切割器的示意图；以及
图6示出根据本发明的设备使用的第二筒筒形切割器的示意图。
具体实施方式
图1-图4示出根据本发明的设备100的示意图：图1示出该设备的横截面；图2示出该设备的切开轴向视图；图3示出该设备的切开立体图；以及图4示出该设备的切开侧视图。
设备100包括可旋转的筒形切割器120，该可旋转的筒形切割器120容置在切割器轴承130中并与该切割器轴承130结合。可旋转的筒形切割器的内表面包括多个切割刃(cutting edge)122。在可旋转的筒形切割器的内部容置第一定位辊140和第二定位辊142，所述第一定位辊140和第二定位辊142从可旋转的筒形切割器的每一端伸出。在第一定位辊和第二定位辊的第一端和第二端设置第一定位轴承150和第二定位轴承152，第一和第二定位轴承位于可旋转的筒形切割器的外部。第一和第二定位轴承配置为与第一和第二定位辊的外表面接触。还设置有第一控制辊160和第二控制辊162，它们容置在可旋转的筒形切割器的外部，并配置为与第一和第二定位辊都保持接触。设置第一控制轴承170和第二控制轴承172，以使第一和第二控制辊能够旋转。设置壳体180以容置这些部件。该壳体可包括相互连接以形成壳体的多个部件。壳体可包括连接装置200，以使设备能够连接到头座(headstock)，从而能够为该设备提供旋转动力。
在使用中，将线状构件10(例如由塑性材料制成的、具有中空的中央部分12的管)容置在设备中并进行加工，以在管的外表面形成多个槽14。当管容置在设备中时，管的纵轴线与第一定位辊和第二定位辊的纵轴线平行。该可旋转的筒形切割器被调整为相对于管以及第一和第二定位辊的公共纵轴线偏移。
众所周知，多个槽14的形成提高了管的抵抗过量弯曲力的能力，并且当管中容置光纤时，这一点尤其有利。通过第一和第二定位辊将容置在可旋转的筒形切割器内的管10推向该筒形切割器的内部。通过第一和第二控制辊保持第一和第二定位辊的位置，从而防止第一和第二定位辊与管脱离接触。切割器轴承的旋转使筒形切割器旋转，从而使切割器围绕管的外部旋转。通过切割器围绕管旋转以及通过第一和第二定位辊将管推向切割器的内表面，来使切割刃122在管的外壁上形成槽。切割刃的运动还产生推进管穿过设备的效果。需要注意的是，切割刃包括大体上为螺旋状的几何结构，以使在管上形成的槽为环形。
可旋转的筒形切割器相对于管以及第一和第二定位辊的公共纵轴线所成的角度可在5°-40°的范围内，但已发现，最佳值在20°-30°的范围之间，并且优选值为大约25°。
本发明的另一优点在于：切割器可容纳较宽的管直径范围，因而可缩短从第一直径的管到第二直径的管的产品改变所花的时间。对于将容置光纤的管产品，其直径通常为1-10mm，因而可认为应用同一切割器能够容易地生产这一尺寸范围的产品。应当理解的是，第一和第二定位辊与筒形切割器内壁的间隔(separation)将随着管的外径而改变。据此，该设备可允许改变第一和第二定位辊的位置，以便容纳特定外径的管。或者，可将第一和第二定位辊替换为具有不同直径的定位辊以容纳管。控制辊的定位和/或尺寸也是可变的，以使第一和第二定位辊与第一和第二控制辊之间保持接触。
申请人更早的申请(欧洲专利EP 765 214和英国专利GB 0421439.1)中公开的设备以不同的原理运行，即各单独的切割器在轴承上围绕待形成槽的管的外部旋转。其结果是必然要应用不适合长时间高速运转的小型轴承。本发明使用明显更大的轴承使可旋转的筒形切割器旋转，由于这种轴承的尺寸更大，并且由于能够将油抽入该轴承中以提供润滑，因而该轴承能够在高速(例如大于10000rpm)下长时间运转。可以冷却油以便调节轴承的温度。
此外，欧洲专利EP 765 214和英国专利GB 0421439.1中所描述的公知方法中，为了在管的外部形成单个槽，需要切割器旋转一次以上。在本发明中，切割器设有多个切割刃，因此切割器旋转一次即可在管上形成多个槽。
可以确信，由于这些效果的结合，使用根据本发明的设备应当能够以100米/分钟的速率制造加工管以形成槽，这一速率实质上大于使用传统技术所能维持的20-30米/分钟的速率。
图5a示出筒形切割器120的第一实施例的立体示意图，图5b示出筒形切割器120的横截面示意图。该筒形切割器包括与该切割器的轴线成一定角度的多个切割刃122。优选地，该筒形切割器的内表面具有一弯曲的内表面124。如前所述，该筒形切割器相对于管以及第一和第二定位辊的轴线旋转地偏移(rotationally offset)。
如果筒形切割器的纵轴线平行于管的纵轴线，则容置在筒形切割器内的管应与筒体具有连续的接触线(假设定位辊的操作使切割刃容纳在管的壁中)。通过使筒形切割器相对于管旋转，切割器和管之间不再有接触线，取而代之的是被一区域分隔的两个独立接触点，其中该区域为管和切割器表面之间的间隙。指定切割器和管之间的旋转偏移量，可以计算管相对切割器的位置并修正切割器内表面的形状，从而在管和切割器之间形成连续接触线，或者使管和切割器之间的两个独立接触点之间的间隔更短。应当理解的是切割器中的切割刃数量对本发明的操作来讲虽不重要，但6-10个切割刃是合适的范围，这样能够在不使切割器制造或操作非必要地复杂化的情况下通过切割器的单次旋转而形成多个槽，从而使本发明具有效率。
图6示出筒形切割器220的另一实施例的示意图，该筒形切割器220包括多个切割部件226；图6a示出单个切割部件226的立体图；图6b示出由多个切割部件226构成的筒形切割器220的立体示意图，以及图6c示出由多个切割部件226构成的筒形切割器220的横截面示意图。虽然应当理解的是一个或多个切割部件可组合构成单个切割刃，但优选为每一切割部件均包括一个完整的切割刃。尽管图6c显示切割器的内表面平行于切割器的纵轴线，但应当理解的是切割器的内表面可以以类似于图5b所示的方式弯曲。
我们已看到，在使用多于一个切割刃形成槽时在管上形成槽是最好的。这能够通过对该筒形切割器的各切割刃进行适当的分隔而使后面的切割刃进入前面的切割刃所形成的槽中来实现。优选地，该筒形切割器的每一切割刃的长度与管的周长大体相等，以使每一切割刃形成一完整的槽。

Claims (10)

1.一种用于在细长构件的外表面形成多个槽的设备，该设备包括：
筒形切割器，该筒形切割器的内表面包括多个切割工具；
第一可旋转定位装置和第二可旋转定位装置，该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置配置为在使用中使细长构件保持抵靠在该筒形切割器的内表面上；
该筒形切割器容置在一切割器旋转装置中，以使该切割器旋转装置的旋转致使该筒形切割器旋转，在使用中，该筒形切割器的旋转致使该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置以及保持抵靠在该筒形切割器的内表面上的细长构件相对于该筒形切割器的内表面旋转，从而推进该细长构件穿过该筒形切割器，并通过所述多个切割工具在该细长构件的外表面形成多个槽。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括可旋转控制装置，该可旋转控制装置与该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置都接触。
3.根据权利要求2所述的设备，其中该可旋转控制装置包括第一控制辊和第二控制辊，该第一控制辊设置为在该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置的第一端附近与该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置接触，且该第二控制辊设置为在该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置的第二端附近与该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置接触。
4.根据权利要求2或3所述的设备，其中该设备还包括一个或多个控制旋转装置，所述控制旋转装置或各所述控制旋转装置被配置为在使用中使该可旋转控制装置旋转。
5.根据以上权利要求中任一项所述的设备，其中所述多个切割部件相对于该筒形切割器的纵轴线倾斜一定角度。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述多个切割部件相对于该筒形切割器的纵轴线倾斜的角度在10°-40°的范围之间。
7.根据权利要求5或6所述的设备，其中所述多个切割部件相对于该筒形切割器的纵轴线倾斜的角度为约25°。
8.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中该筒形切割器包括多个切割部件，所述多个切割部件中的每一个切割部件均包括一个切割工具。
9.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中该筒形切割器的纵向内表面呈弓形。
10.根据以上权利要求中的任一项所述的设备，其中该筒形切割器相对于该第一可旋转定位装置和该第二可旋转定位装置以及容置在该设备中的细长构件的轴线旋转地偏移。
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