CN1019964C - 卷绕线状物品的机器中的导向装置 - Google Patents

Abstract

用在将电缆4卷绕在带凸缘的卷筒上的机器中的导向装置，包括支承绕其轴线转动的卷筒的支架1和将电缆传到卷筒上以形成叠层的配线器3。为了紧密地卷绕电缆圈并防止电缆爬升，压下件6向电缆施加一个力，但在卷筒凸缘附近电缆本身能顶起压下件，以开始卷绕新的一层。配线器和支架以恒速相对移动，以允许偏斜角A在相邻线圈之间的S形过渡段11上变化，但却始终保持向后的指向。在卷筒凸缘附近，配线器沿离开电缆轴线的任一方向移动一段等于一股电缆直径的距离。

Description

本发明涉及一种用在将电缆这样的线状物品卷绕在带凸缘的卷筒上的卷绕机中的导向装置，它包括：

一个支承卷筒的支架，卷筒可绕其轴线转动，

一个将电缆传送到卷筒上的配线器，以便在卷筒的两侧凸缘之间形成彼此相邻卷绕的电缆圈的叠层，

所述支架和配线器可彼此相对移动，使得电缆相对于邻接的电缆圈以一个向后的偏斜角卷绕在卷筒上，而且在电缆圈之间形成S形过渡段。

在这方面，术语“线状物品”泛指所有种类的能被卷绕在卷筒上的细长物体，如电缆、导线、丝线和纤维，以及绝大多数用在电缆和数据传输导线生产中的产品。然而为了简明起见，下面将仅仅结合电缆对本发明进行描述。

当把电缆卷绕在卷轴或卷筒上时，要用导向件引导电缆，以便使电缆在卷筒的两侧凸缘之间以叠层的形式布置，每一叠层都由若干数量的彼此邻接的电缆圈组成。

在大多数先有技术的卷绕机中（包括美国专利第3，997，128号），卷绕运动要受到电缆导向件平行于卷筒轴线的轴向移动的影响。电缆导向件以这样的方式引导电缆或移动卷筒，即当卷筒转动了一整圈时，导向件或卷筒移动了一段与一股电缆直径相等的距离。

这种方法的一个缺点是，电缆螺旋形地排列，在卷筒的两平行侧 边凸缘之间存在空隙，其结果是在卷绕过程中，在卷筒凸缘附近，卷筒将被越来越不规则地填充，电缆能滑落到空隙中，而且破坏了正规的卷绕过程，因此，不可能以最好的方式填充卷筒，并且电缆易发生机械损坏。当在下面的生产工序中绕开电缆时，由于电缆在卷筒凸缘附近楔固或交叠，而又可能发生机械损坏。

当一层电缆卷绕到卷筒的一个凸缘而调转方向朝另一凸缘卷绕时，就形成了一种具有节距角的螺线结构，该节距角与下面一层电缆的节距角是相反的。当在卷筒的一个凸缘处调转卷绕方向之后，电缆将部分地遵循下面一层电缆的螺线结构的螺线槽的路径，其结果是，即使是在离卷筒凸缘有一段距离的地方，也会在卷绕层中形成空隙。

例如，象美国专利第3，951，355和4，143，834号所公开的，如果在卷筒凸缘附近让电缆导向件和卷筒的相对移动中断一段预定的时间，就能实现一种改进的卷绕。在这种情况下，最初的一圈或几圈电缆是平行于卷筒凸缘卷绕的，此后重新开始电缆导向装置和卷筒之间的上述相对移动，使得卷筒每转一圈就连续地侧向移过一段等于一根电缆直径的距离。

采用这种卷绕方法可以获得这样的电缆分布：电缆圈平行于卷筒的凸缘，并且在相邻的电缆圈之间形成有S形过渡段。在卷绕过程中，所要卷绕的电缆相对于卷筒的轴线形成一个向后的偏斜角。

上述方法的一个缺点是：所要卷绕的电缆倾向于爬到相邻的电缆圈上，特别是在S形过渡段易产生这种情况，在过渡段，待卷绕的电缆的向后偏斜角暂时增大。然而，当物品由具有高摩擦系数的材料制成时，如卷绕电绝缘的胶皮电缆或胶皮管时，就会使上述问题变得极为严重。当出现大的偏斜角时，也会加剧这个问题。

欧洲专利申请第0043368号提出要保持待卷绕的电缆的向后偏斜角在所有情况下都为恒定，以此防止偏斜角的改变。由于偏斜角在S形过渡段并不增大，所以降低了电缆的爬升倾向。为了补偿偏斜角的变化和为了尽可能保持偏斜角恒定，一个检测装置连续地改变卷筒和电缆导向件间的相对移动。

然而这样做的一个主要缺点是：由于电缆尺寸不规则和相对于向后偏斜角产生大的摩擦系数等原因，如果所要卷绕的电缆偶然地爬到相邻电缆圈上，则卷绕机要试图保持偏斜角恒定，就会调转卷绕机的卷绕方向。

这样，偏斜角变成指向前方，而电缆开始朝着相反的卷筒凸缘向后以螺线形式卷绕，电缆将撞击卷筒凸缘并破坏了正规的卷绕过程。

在以高速卷绕重的物品时，带有电缆层的卷筒的质量惯性使得卷绕机难于通过轴向移动卷筒来维持恒定的向后偏斜角。此外，用来保持偏斜角恒定的装置也十分复杂。

如果仅仅移动电缆导向件并且导向件和位于其前面的导向机构间的距离不适当地增大的话，在电缆导向件之前的电缆会产生过大的弯曲角。

从美国专利第4，421，284号中获得。在电缆的卷筒接触点之前，向所要卷绕的电缆施加一个向下的力，这减少了电缆爬到相邻电缆圈上的风险。然而这种装置包括复杂的导向轮，它们必须在卷筒凸缘的旁边转动，而且随着卷绕过程中卷筒内径的逐渐增大，整个导向装置也应逐步地移离卷筒，否则导向装置将碰撞绕在卷筒上的电缆层。因此这种卷绕机具有相当大的缺陷。

美国专利第4，150，801号提出，利用T形或L形接触件 将电缆压到相邻一个电缆圈上并同时向下压。不过，这种卷绕机必须装设一个电缆检测器，它协调横向运动，使电缆与卷筒轴线成90°角地运行。此外，接触件必须能由一个动力操纵的提升机构提升，以防止它在卷筒两端的转折点处卡住。这种卷绕机是不适用的和复杂的，并且会损伤电缆。此外，如果由于在卷绕过程经常发生的不正常情况而使卷筒上的一层电缆在卷筒凸缘附近的隆起高度大于一股电缆的直径，则将破坏正规的卷绕过程。

本发明的目的是提供卷绕机中的一个装置，它避免了上述的缺点，能使电缆圈彼此紧密地卷绕起来，同时能防止所要卷绕的线状物品偶然地爬到相邻的电缆圈上，并确保在卷筒凸缘附近提供受控的运动。上述目的是由根据本发明的装置来实现的，该发明的特征是：

所述卷绕机装有在电缆的卷筒接触点处压在电缆上的压下机构，该压下机构向电缆施加一个力，使得在卷筒凸缘附近电缆本身能顶起压下机构，以开始卷绕新的一层电缆;

所述配线器和所述支架设置成彼此相对以恒定速度移动，因此允许所述偏斜角在相邻电缆圈间的S形过渡段上发生变化，但当电缆朝向卷筒凸缘移动时，该偏斜角始终保持向后的方向;

所述的配线器设置成在卷筒凸缘附近将电缆沿离开电缆轴线的两方向中的任一方移动一段与一股电缆的直径相等的距离。

本发明是基于这样的构思：不是要利用强制性的控制措施在整个卷绕过程中保持所要卷绕的物品（如电缆）的向后偏斜角在卷筒两凸缘之间始终恒定，而是允许这个偏斜角在电缆形成的S形过渡段上发生变化，但当电缆朝着卷筒凸缘前进时却总是保持该偏斜角指向后方。利用压下机构来防止所要卷绕的电缆爬到相邻的电缆圈上。该压 下机构在电缆的卷筒接触点和缓地靠在电缆上，并且当电缆开始新的一层时，在卷筒凸缘附近，压下机构可由电缆顶起。“和缓地”意味着不是为了迫使电缆遵循前一圈电缆的S形过渡段的路线卷绕而利用压下机构从上面和侧面强力地压住电缆，而是允许电缆自己形成S形过渡段;如果电缆是刚性的，可以在一定程度上允许过渡段是平坦的。由于电缆在卷筒凸缘附近的位置被改变了，所以便容易开始进行规则的卷绕过程，因此压下机构的和缓的压力足以防止电缆的爬升，即使是在卷筒凸缘的附近也是如此。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1是一台卷绕机的垂直截面图，其中使用了本发明的装置。

图2A和2B表示了本发明的卷绕过程，其中还示出了卷筒处于两个不同的转动位置时的电缆的卷筒接触点。

图3A至3F表示了电缆在卷筒凸缘附近调转运动方向的情况。

图1所示的卷绕机的主要部件包括一个支承卷筒2的支架1和一个将电缆4传送到卷筒上的配线器3。支架装有轮子，并借助于一个未示出的机构可沿卷筒的轴向移动，而配线器是固定安装的。

配线器带有一个枢装在垂直平面内的臂5，臂的外端装有一个可转动地安装的压辊6，压辊6的长度大于一股电缆的直径，且压辊连着一个检测器7。一个加压部件如压力缸8设置在臂和配线器的支架之间。此外，在配线器上安装了一个电缆导向装置9。

通过卷筒一边相对于配线器沿轴向移动一边连续地转动，而将电缆卷绕在卷筒上。以这种方式，电缆形成叠置的电缆层，每一层都由若干邻接的电缆圈10构成，且相邻的电缆圈之间都具有S形的过渡段11。在卷筒凸缘12附近，卷筒的移动方向颠倒过来。

电缆由导向装置9相对于卷筒接触点13进行导向，使得电缆形成一个偏斜角A，该偏斜角相对于电缆朝着卷筒凸缘的运动方向指向后方，如图2A所示。卷筒相对于固定的配线器以恒定的速度轴向移动，这意味着向后的偏斜角在S形的过渡段临时地增大了，如图2B所示的角A′。这种变动并不需要加以补偿。

利用压力缸8将压辊6压在电缆上，所提供的压力与电缆的重力和作用在电缆上的拉力同时作用在电缆上。压力缸8提供的压力只要足以防止电缆爬到前一圈电缆上即可。这样电缆被柔缓地压到卷筒上，但是压辊的作用并不是迫使电缆在S形过渡段处严格地遵循前一圈电缆的路线。压力最好小于作用在电缆上的拉力。以这种方式，电缆将能平缓地卷绕，而不会迫使它做S形急转弯。

在将最后一圈电缆绕在前一圈电缆和卷筒凸缘之间而完成一层电缆的卷绕后，电缆爬到所述的最后一圈电缆上并顶起压辊。压辊在轴向弹性地安装在臂5上，使得它由于弹性而能自动地停在卷筒凸缘的旁边，而且用一个侧辊防止与卷筒凸缘的摩擦。

在卷筒凸缘附近，电缆停靠在卷筒凸缘上并与之平行，此后在导向装置9的作用下，它的位置在下一个S形过渡段处发生变化。

导向装置包括两个滑轮14，这两个滑轮彼此平行地设置在枢装在配线器支架上的弯臂15上。弯臂连接到一个致动机构如气压缸16上，而气压缸与压缩气源17连通。压辊的检测器7由导线18连到阀门20的致动器19，阀门20设置在气压缸和压缩气源之间。

图3A表示了当电缆朝卷筒的右侧凸缘12卷绕时导向装置的位置。导向滑轮14以上述向后偏斜角A的角度将电缆引到卷筒上。

检测器测量距卷筒凸缘的距离，并在测得这段距离后通过导线21向卷绕机的电子装置发送出相应的脉冲。卷绕机的电子装置计算在卷筒上还要卷绕多少圈电缆才能使电缆到达卷筒的凸缘（这个圈数取决于电缆的直径），并调整卷筒的轴向移动，以使得电缆将平行于卷筒凸缘设置，见图3B。

在卷绕上另一圈电缆之后，电子装置控制卷筒反向运动。同时，检测器向致动器发送一个脉冲，这将影响到阀门20，以便使气压缸改变滑轮的位置，如图3C所示。在这个位置，滑轮使电缆沿侧向移动一段与一股电缆直径相等的距离，由此形成第一个S形过渡段。

当电缆开始绕第二圈时，检测器向致动器发送一个脉冲，使气压缸作用，将导向滑轮重新带到正常的卷绕位置，以便朝着卷筒凸缘的左侧卷绕电缆。与此同时，卷绕机的电子装置接收到一个脉冲，以调节卷筒的轴向移动，使电缆又回到向后偏斜角A的状态，如图3D所示。

当电缆到达卷筒的左凸缘时，就重复到达右凸缘时的相同操作，如图3E和3F所示。

附图和上面的描述仅要指示出本发明的构思，至于本发明装置的细节，则可在权利要求的范围内进行改变。

Claims (7)

1、一种用在将电缆这样的线状物品卷绕在带凸缘的卷筒上的卷绕机中的导向装置，包括：

一个支承卷筒(2)的支架(1)，该卷筒可绕其轴线转动，

一个将电缆(4)传送到所述卷筒上的配线器(3)，以便在卷筒的两侧凸缘之间形成彼此相邻卷绕的电缆圈(10)的叠层，

所述支架和所述配线器可彼此相对移动，使得电缆相对于邻接的电缆圈(10)以一个向后的偏斜角(A)卷绕在卷筒上，而且在电缆圈之间形成S形过渡段(11)，

其特征是：

所述卷绕机装有在电缆的卷筒接触点(13)处压在电缆(4)上的压下机构(5、6)，该压下机构向电缆施加一个力，并使得在卷筒凸缘(12)附近电缆本身能顶起压下机构，以开始卷绕新的一层电缆，

所述配线器(3)和所述支架(1)设置成彼此相对以恒定速度移动，因此允许所述向后的偏斜角(A)在相邻电缆圈(10)间的S形过渡段(11)上发生变化，但当电缆朝向卷筒凸缘(12)移动时，该偏斜角始终保持向后的方向，

所述配线器(3)设置成在卷筒凸缘附近将电缆沿离开电缆轴线的两方向中任何一方移动一段与一股电缆的直径相等的距离。

2、根据权利要求1的装置，其特征是所述压下机构（5、6）包括一个压在电缆（4）上的压辊（6），所述压辊的长度大于所述电缆的直径。

3、根据权利要求2的装置，其特征是所述压下机构（5、6）的压辊（6）轴向弹性地安装在一个压辊支架（5）中。

4、根据权利要求1至3中任意一项的装置，其特征是所述配线器（3）由两个其间接纳电缆（4）的平行导向滑轮（14）构成，这两个导向滑轮枢装在一根平行于该导向滑轮的枢轴上，并连接到使导向滑轮在两个角位置间枢转的致动机构（16、17、19、20），其中两导向滑轮从相对侧接触一个垂直于所述卷筒轴线并在两导向滑轮之间延伸的平面。

5、根据权利要求4的装置，其特征是所述致动机构包括一个气压缸（16）。

6、根据权利要求5的装置，其特征是所述压下机构（5、6）带有一个检测器（7），该检测器检测卷筒凸缘（12）的位置并控制一个阀门（20），该阀门控制气压缸（16）的操作，以便在卷筒凸缘附近改变导向滑轮（14）的角位置。

7、根据权利要求2或3的装置，其特征是所述压下机构（5、6）与一个加压部件（8）相连，该加压部件向所述压下机构施加一个压力，所述压力小于作用在电缆（4）上的拉力。