CN107735346A - 用于使用具有旋转元件的导线器卷绕线圈的设备及方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于卷绕线的系统及方法。系统包括线拉紧单元，其具有旋转心轴和具有线引导装置的导线器，该线引导装置布置成引起线以数字8的构造卷绕在旋转心轴上，以形成具有许多层的线的线圈。线引导装置沿平行于心轴的旋转轴线的轴线往复。线引导装置还沿垂直于心轴的旋转轴线的轴线旋转，以便线引导装置的铺放点对于导线器的各个摆度扫过一段弧。

Description

用于使用具有旋转元件的导线器卷绕线圈的设备及方法

相关申请的交叉引用

本申请请求享有2015年4月24日提交的美国临时专利申请第62/152,308号的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本申请涉及用于卷绕线圈的设备及方法。更具体而言，本申请涉及用于卷绕可经由放松管(payout tube)分配的线缆、线或丝的线圈的设备及方法。本申请具体应用于以数字8的图案卷绕线缆、线或丝的线圈，尽管其并不限于此。

背景技术

授予Taylor的美国专利号2,634,922描述了以数字8的图案围绕心轴卷绕柔性线、线缆或丝材料(下文为“线”，其将在说明书、摘要和权利要求中宽泛地理解)，使得材料的包装获得成具有包绕中心核心空间的多层。通过旋转心轴且通过可控地移动关于心轴沿侧向引导线的导线器(traverse)，数字8的图案的层设有对准孔(附加地“放松孔(pay-outhole)”)，使得柔性材料的内端可经由放松孔拉出。当线的包装以此方式卷绕时，线可经由放松孔展开，而不旋转包装、不将旋转(即，扭转)给予围绕其轴线的线、且不扭结。这向线的使用者提供了较大的优点。以此方式卷绕且从内向外分配而没有扭转、缠结、障碍或超限(overrun)的线圈在本领域中称为REELEX(Reelex Packaging Solutions, Inc.的商标)型线圈。REELEX型线圈卷绕来形成大体上较短的中空圆柱体，其中径向开口形成在圆柱体的中部中的一个位置处。放松管可位于径向开口中，且构成线圈的线的端部可经由放松管给送用于易于分配线。

在过去的五十多年间，已经对美国专利号2,634,922中所述的原发明进行了改进。例如，授予Kotzur的美国专利号5,470,026描述了用于相对于心轴的旋转控制导线器的往复移动，以便将线卷绕在心轴上来形成具有大致恒定直径的径向放松孔。此外，在过去的五十多年间，数量不断增加的具有不同特征的不同类型的线使用在美国专利号2,635,922中所述的系统和方法以及后续的改进来卷绕。例如，数字8类型的卷绕已经用于扭成对(twisted-pair)的类型的线缆(例如，5类、6类等)、分支线缆(drop cable，有时也称为引入线缆)、光纤线缆、电建筑线(electrical building wire)(THHN)等。尽管此技术的广泛的适用性，但有效地应用此技术仍存在挑战。

发明内容

本简述提供成介绍一组下文在详细描述中进一步描述的构想。该简述不旨在确定要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作限制要求保护的主题的范围的帮助。

用于卷绕线的系统的一种实施例包括具有在其上的心轴的锭子轴(spindleshaft)以及将线以数字8的图案引导到旋转的心轴上的导线器，其中导线器具有至少一个往复旋转元件，其关于旋转的心轴往复且同时围绕垂直于往复轴线的轴线来回旋转。张紧器(也称为“浮动辊(dancer，有时也称为调节辊)”或“蓄积器(accumulator)”)可提供成在其施加到旋转的心轴时控制线上的张力。

在一种实施例中，导线器的往复元件由曲柄或凸轮臂(cam-arm)直接地或间接地驱动，且引起在其移动的长度上旋转一百八十度。

在一种实施例中，导线器设有两个成一行(in-line)的辊以及位于辊之间但从其偏移的旋转齿轮。具有固定的、可选地可调整的端部的柔性凹槽带在辊与旋转齿轮之间穿过以形成开环(open loop)。当导线器的元件往复时，例如，通过由曲柄臂触发的滑架，齿轮的齿接合带中的凹槽，从而引起齿轮沿顺时针和逆时针二者的旋转。

在一种实施例中，往复且旋转的线引导件(wire guide)用于将线铺放在自旋心轴上。线引导件的线输出位置(铺放点)适于大致正切于且接近起始位置处的心轴的表面，且然后沿径向移离心轴，以便在其卷绕时接近线圈的表面。在一种实施例中，传感器提供成通知导线器远离心轴的移动。在另一实施例中，导线器远离心轴的移动基于线的直径和导线器的往复的次数来控制。

在一种实施例中，心轴成筒形，且端部形状(end-form)位于心轴的端部处。在一种实施例中，端部形状具有平的内表面，例如，它们成盘形。

在一个方面中，通过使导线器的往复元件旋转以及往复，凸轮臂的行程可缩短，从而允许较快卷绕。

附图说明

图1为REELEX型卷绕系统的一种实施例的示意图。

图2为图1的导线器和心轴的透视图。

图3为图1的导线器和心轴的局部透视图，其中部分移除用于可视化。

图4a-4c为用于导线器的往复元件的旋转系统的示意图，示出了在旋转齿轮处于第一位置的第一端部位置、旋转齿轮旋转到第二位置的第二中间位置、以及旋转齿轮旋转到第三位置的第三端部位置中的导线器的滑架(carriage)。

图5为示出与心轴相切地离开线引导件的线的示意图。

图6为示出调整机构的图1的导线器的局部示意图。

图7为示出与心轴相切地和与线圈相切地离开线引导件的线的示意图，其中线引导件沿两条轴线移动。

图8a为导线器和心轴的另一实施例的透视图，其中部分移除用于可视化，其中滑架和导线器的线引导件在第一位置中。

图8b为图8a的导线器和心轴的实施例的透视图，其中滑架和线引导件在第二位置中。

图9为导线器的另一实施例的前部透视图。

图10a-10c分别为导线器的另一实施例的后部透视图和后部视图。

具体实施方式

图1中看到了用于卷绕线110的卷绕系统100的一种实施例。系统100是REELEX型卷绕系统，且示为具有放线(payoff)或放松单元112、浮动辊/蓄积器(张紧器)114、拉紧单元116和控制器118。放线单元112示为包括线110的大源卷轴(large source reel)122以及用于控制线110分配出卷轴122的速度的电机(motor)124。浮动辊/蓄积器或张紧器114示为具有线110围绕其包绕的上滑车轮142和下滑车轮144、将压力施加到张紧器114的下滑车轮144来实现期望的张紧的气动缸146、以及感测下滑车轮144关于上滑车轮142的位置的距离或高度传感器148(例如，激光或电位计(potentiometer)系统)。高度传感器148联接到放线单元112且可将反馈信息提供至放线单元112，从而在累积器中的线量较低的情况下通知放线单元增大其速度，且在累积器中的线量较高的情况下通知放线单元减小其速度。在另一实施例中，反馈信息可提供至拉紧单元116且用于减小或增大其速度。拉紧单元116示为包括缓冲器162、导线器164、机械化锭子166和心轴170。导线器具有滑架，该滑架在心轴在锭子166上自旋时在心轴170的表面上方来回移动(往复)，从而引起线110引导到心轴170上。如下文将更详细所述，当导线器的滑架往复时，将线引导到心轴上的导线器的元件围绕垂直于往复运动的轴线来回旋转。整个系统100的功能在于引起线110以数字8的图案以形成放松孔的方式从心轴170沿径向延伸出地被卷绕。控制器118联接到拉紧系统116，且可提供速度控制信息来指示拉紧系统116以期望速率运转。例如，控制器118可指示拉紧系统116来引起锭子166以恒定的速度运转，或可引起拉紧系统116使线速度恒定，从而需要锭子速度在一定时间段内减慢。

现在转到图2和3，更详细地看到了系统100的拉紧单元116的导线器164和心轴170的透视图。心轴170包括围绕锭子166延伸且联接到锭子166的中心中空圆柱形元件170a，以及沿径向附接到中心元件170a上的多个部段170b。心轴的各个部段170b示为具有沿两个方向弯出(凸出)的外表面。各个部段经由至少一个臂或杆(未示出)联接到中心元件170a，该臂或杆(未示出)布置成旋转，以便部段170b可从部段更接近中心元件170a和彼此的第一收缩位置(未示出)移动到部段170b进一步远离中心元件170a且进一步与彼此间隔开的图2中所示的第二膨胀或延伸位置。在第一收缩位置中，部段可接触彼此或非常紧密地邻近彼此。在第一收缩位置中，部段采用隆起的筒的形状。在图2和3中看见的第二膨胀或延伸位置中，部段与彼此间隔开，且其外表面出现在任何截面处以限定圆，尽管再次，圆可为略微隆起的。锁可提供成将部段保持在膨胀位置和/或收缩位置中。

如图2中可见，可提供端部形状177，其“夹住”心轴部段170b且从中心元件170a沿径向延伸。在图2的实施例中，端部形状177大致定形为盘。端部形状177(例如，外端部形状)中的至少一个可从心轴移除，以便线的线圈可在卷绕完成之后从心轴移除。在一种实施例中，提供了端部形状的臂(未示出)，且可触发以在心轴未自旋时引起外端部形状177的自动移除。

导线器164形成为具有滑架205延伸穿过其间的纵向槽口201的悬臂式中空横梁164a。滑架205由拉紧单元116(图1)的机械化凸轮臂207驱动，该拉紧单元116联接至该处且引起滑架205在横梁164a中来回往复。滑架205由旋转管208联接到线引导件210，该线引导件210具有位于接近心轴170的一端。待卷绕在心轴上的线110穿过滑架205和管208，且由线引导件210引导，以便其在期望位置处铺放在心轴170上。如下文更详细所述，滑架在期望的速度下且沿由可选地由控制器118通知的拉紧系统116控制的期望距离在横梁164a的纵向槽口201中行进(即，往复)，以便以形成放松孔(payout hole)的方式形成数字8的图案。如下文更详细所述，当滑架往复时，管208随滑架往复，且引起来回旋转，从而引起线引导件210也往复和旋转。

在线的数字8的线圈的卷绕中，线110的端部由心轴170捕获，且心轴在导线器164往复且利用放松孔以数字8的图案将线引导到心轴上时由锭子166自旋。仅借助于示例，在卷绕机中，如果导线器对于心轴的每两次回转完成一整圈，则数字8将卷绕在心轴的表面上。随着心轴的每两次回转，数字8将基本上在相同位置中卷绕。该位置可称为“位置零”。如果速度偏移(加或减)设置到导线器中，则数字8将位于除位置零之外的不同位置处。例如，如果导线器设置成具有5%(加)速度偏移，则导线器将在心轴已经到达其初始点之前完成其圈。当心轴已经进行其两次回转(720度)时，导线器通过其+5%的偏移，将以三十六度(0.05x720)进入到其新的圈中。作为结果，下一个数字8将在前一个数字8前面三十六度(即，在与心轴的旋转相同的方向上)。如果导线器的速度偏移设置成-5%，则第二个数字8将位于第一个的后方(即，在与心轴方向的旋转相反的方向上)。如果导线器速度偏移设置成+5%且允许继续，最终，在二十次锭子回转之后，第十个数字8将已经前移360度，且将位于第一个卷绕的数字8的顶部上。如果代替允许这种情况继续，则导线器速度偏移在十六次心轴回转之后变为-5%，对于该层的第九个和第十个数字8将不存在。在对于该第一层的心轴的表面上将存在空隙，其为心轴表面的七十二度。以-5%的导线器速度偏移继续，随着每两个心轴回转，数字8将位于以三十六度卷绕的前一个的后方。最终，数字8将已经回到零位置，从而完成超级圈(super-cycle)。通过在加与减之间重复该过程，线圈将产生，其具有为其圆周的七十二度的径向孔。

现在转到图2,3和4a-4c，更详细地看到了导线器164的细节。具体而言，中空横梁164a示为具有侧壁220a,220b、附连到侧壁220a,220b的端壁220c、分别附连到侧壁220a,220b的底部轨道220d,220e、以及分别附连到侧壁220a,220b的顶部轨道220f,220g。带端接块(belt terminating block)222a,222b例如通过铆钉、螺栓或螺钉附接到侧壁220a。带端接块222a,222b将柔性带齿的带225保持在横梁164a的槽口201内侧的位置中。张紧器223(示出一个)可附接到块，以便控制带上的张力。带225的端部可由铆钉、螺栓或螺钉附接到端接块222a,222b的张紧器。滑架205设有两个侧板230a,230b、底板230c和顶板230d。底板230c和顶板230d支承辊234a,234b的轮轴233a,233b,233c，以及带齿的辊或齿轮236，它们所有都能够围绕垂直于中空横梁164a的水平轴线的其相应的轮轴自由旋转。柔性带齿的带225在支承辊234a,234b与齿轮236之间穿过，其中齿轮236的齿236a接合带225的对准凹槽225a。如图4a-4c中最佳所见，支承辊234a和234b沿轴向对准，且齿轮236的中心偏离支承辊，以便带225采用开环构造，其中带的端部平行于中空横梁164a的水平轴线延伸。轴承(未示出)可设在滑架的侧板230a,230b与中空横梁164a的侧壁220a,220b之间、滑架的底板230c与中空横梁164a的底部轨道220d,220e之间、以及滑架的顶板230d与中空横梁的顶部轨道220f,220g之间，以便凸轮臂206来回移动，滑架205可容易地在槽口201内往复。如图4a-4c中最佳所见，在滑架水平地来回往复时，齿轮236沿带齿的带225行进，且引起围绕其轴线X沿顺时针和逆时针旋转。因此，齿轮236是既往复且又旋转的导线器的元件。通过适当确定齿轮236的尺寸和带齿225a关于凸轮臂207的摆度(throw，有时也称为偏移度)的间距，齿轮236可受控来旋转期望量。因此，在一种实施例中，从中间位置，引起齿轮236沿一个方向旋转九十度，且沿另一方向旋转九十度。换言之，在一种实施例中，凸轮臂207的整个行程引起齿轮236中的180度的全部旋转。在另一实施例中，引起齿轮236旋转小于180度的全部旋转。在另一实施例中，引起齿轮236旋转大于180度的全部旋转。

管208延伸到齿轮236中且附连到其上。因此，当滑架205往复且齿轮236旋转时，管208类似地往复和旋转。管208从齿轮236延伸穿过滑架205的底板230c，且联接到线引导件210，该线引导件210示为具有在引导件的前面210a的底部处从其离开的线。因此，在管往复和旋转时，线引导件210类似地往复和旋转。作为结果，当引导件210从图2(其中齿轮236如图4b中所示)中所示的中心位置沿侧向移动到其邻近端部形状177的第一端位置(其中齿轮236如图4c中所示在第二位置中如由箭头指出那样旋转九十度)时，引导件210例如旋转90度，以便在其前面的底部处离开线引导件210的线110铺放在端部形状177附近。然后，当引导件210从第一端位置穿过中心位置移动到第二端位置(其中齿轮236如图4a中所示在第三位置中如由箭头所示又旋转)时，引导件例如旋转180度，以便在其前面的底部处离开线引导件的线110铺放在另一端部形状附近。有效地，线引导件的前部在其同时旋转和平移时横穿一段弧(例如，半椭圆)。如下文将所述，在一种实施例中，导线器164还沿侧向远离心轴170移动。

看到的是，线110的路径是从源卷轴122(图1)，经由张紧器114和缓冲器162至导线器116的滑架205，且然后穿过中空管208至线引导件210。如图2和3中所见，滑架205可设有给送轮239a,239b，其由附接到滑架的顶板230d的一个或多个凸缘239c支承。轮围绕轮轴旋转，该轮轴垂直于横梁164a的纵轴线和给线器(wire feed)的(垂直)轴线两者。当滑架205水平地往复时，轮239a,239b保持线110定心且垂直地向下穿过滑架205且穿过中空管208给送至线引导件210。

在一种实施例中，线引导件210是中空的矩形框，其附接到从其向上延伸至滑架205的中空管208(例如，通过螺栓或螺钉)。如图2和3中所见，线引导件210可具有前面210a、侧面210b,210c和后面210d。侧面210b,210c可用于支承一个或多个辊241a,241b，其引导线110，以便其与心轴部段170b大致相切地离开引导件210(在末端位置处)，从而减小线上的应力。更具体而言，辊241a,241b可用于取决于引导件210的前面210a关于心轴170的相对位置使线110轻微地弯曲期望量。

在另一实施例中，线引导件设有线110延伸穿过其间的滑管(lubricious tube)。管可从线引导件的前面的底部延伸至管208的底部、或至管208中的位置、或至滑架205、或至滑架上方。如果管从线引导件的前面的底部处的末端延伸至滑架上方，则在一种实施例中，滑架上方的辊239a,239b可被消除，且同样地可不需要引导件210中的辊241a,241b。

根据一个方面，线引导件210布置成以便线110在接近(即，直接邻近)心轴170的表面或心轴170上的卷绕线的表面的位置处离开引导件。在另一方面，线引导件210布置成以便线引导件210的至少一部分直接在心轴170的表面或心轴170上的卷绕线的表面附近。在一种实施例中，“接近”或处于“直接邻近”表面意思是处于沿线引导件的摆度的至少一个位置处的相应表面的1cm(0.4英寸)内。在另一实施例中，“接近”或处于“直接邻近”表面意思是处于沿线引导件的摆度的至少一个位置处的相应表面的2.5cm(1英寸)内。在另一实施例中，“接近”或处于“直接邻近”表面意思是处于沿线引导件的摆度的至少一个位置处的相应表面的5.0cm(大约2英寸)内。在心轴是圆柱形的情况下，线可在沿线引导件的摆度的心轴的表面的特定距离(例如，1cm)内的位置处离开引导件。在心轴成筒形的情况下，从引导件的离开位置到心轴的表面的距离通常将沿线引导件的摆度而改变。由于线引导件210引起线直接在表面附近离开，在一种实施例中，线引导件的底部在卷绕程序的大部分或全部期间位于心轴的端部形状177之间。更具体而言，如果端部形状177的外圆形边缘限定假想圆柱，则线引导件的底部将在卷绕程序的大部分(例如，大约50%)、绝大部分(例如，大于90%)或全部期间位于该假想圆柱的壁边界内。

根据一个方面，线引导件210布置成以便在线引导件在端部位置处且关于中间位置旋转时，线110直接在端部形状177附近离开引导件。在一种实施例中，线110的定位是如此准确，使得在端部位置处，线110在其铺放时可在端部形状177的0.5cm(0.2英寸)内。在另一实施例中，线110的定位是如此准确，使得在端部位置处，线110在其铺放时可接触端部形状177。

根据一个方面，且如图5中所见，线引导件210布置成以便在线110离开引导件时，线与心轴部段170b大致相切。在一种实施例中，“大致相切”意思是在切线的10度(10°)内。

根据一个方面，通过提供具有往复、旋转的线引导件的导线器，滑架和线引导件的摆度可比如果线引导件不旋转时所需的更短，且线放下的点的速度将超过导管的侧向移动的速度。作为结果，在一种实施例中，心轴旋转和线铺放的速度可关于现有技术的数字8的卷绕系统较大地增大。

根据一个方面，为了线引导件210的底部接近心轴170的表面且然后接近卷绕线的表面(在该卷绕线围绕心轴卷绕时)，线引导件适于沿径向移离心轴，以便在其卷绕时接近线圈的表面。在一种实施例中，传感器(未示出)提供成通知导线器远离心轴的移动。在另一实施例中，导线器远离心轴的移动由控制器(例如，控制器118)基于线的直径(其可由操作者输入)、心轴的尺寸(其可同样地由操作者输入)和导线器的往复次数(其可由控制器跟踪)来控制。

转到图6，在一种实施例中，拉紧单元116设有框架250和平台260。平台用于支承电机265、驱动凸轮臂207的凸轮266、以及悬臂式中空横梁164a。因此，平台260支承导线器164。平台还可支承其它元件，例如，油脂罐(grease pot)、齿轮等，其中润滑器280用于具体识别到的导线器的移动部分。多个机械化的螺旋千斤顶270(未示出)从框架250延伸，且提供成支承平台260且使其移动到期望高度。以此方式，当线围绕心轴卷绕时，导线器的悬臂式横梁164a、且因此线引导件210沿径向(例如，垂直地)自动移离心轴的表面。作为结果，线引导件的底部(从该处线铺在心轴或线圈上)可保持成直接邻近心轴或线圈。在一种实施例中，螺旋千斤顶270由传感器(未示出)例如光学或感应传感器控制，该传感器感测从线引导件210的底部到心轴或到围绕心轴卷绕的线的距离，或由基于已经卷绕的线量算术地计算移动的控制器来控制。

在一种实施例中，沿两条轴线如线或受控的弧(例如，弯曲路径)行进的机械化的支承销(未示出)被用于支承平台260，而非使用沿单个轴线移动以便使平台260移离心轴170的螺旋千斤顶。以此方式，平台260且因此悬臂式横梁164a、滑架205和线引导件210沿两个方向(例如，垂直地和水平地)沿径向移离心轴170。因此，如图7中所见，在伴随线与心轴大致相切的卷绕过程开始时，线引导件210直接地邻近心轴170。当卷绕过程进行且线110的线圈290形成在心轴上时，线引导件210沿两条轴线移动，以便线引导件仍直接邻近心轴，且线与心轴大致相切地铺放。在图7中，在形成线圈290时对于线引导件210示出了中间位置和结束位置。对于6英寸直径的心轴和对于线圈290的22英寸最终直径，如果线引导件沿着直线路径(基于开始位置和结束位置)或弧(基于开始、结束和所有中间位置)，线引导件210可关于水平线以大约18度的角移动，以便线继续与心轴大致相切地铺放。在一种实施例中，线引导件在卷绕过程期间以与水平线成15和21度之间的一个或多个角移动。

转到图8a和8b，看到了导线器416的另一实施例，其中线引导件510已经关于图2和3的线引导件210改变。在所有其它方面中，导线器416与图2和3的导线器116相同，使得其包括横梁464a、由凸轮臂507驱动的滑架505、在支承辊534a,534b与齿轮536之间穿过的带525、旋转管508等。如图8a和8b中所见，线引导件510具有中空矩形框部分511，其附接到中空管508(例如，通过螺栓或螺钉)，以便如通过比较分别示出在摆度的中间和端部处的导线器的图8a和8b所见，该中空矩形框部分511与管508一起移动和旋转。框511支承腿部510a,510b，其继而又可用于支承一个或多个辊或辊支承件。因此，如图8a和8b中所见，腿部510a和510b支承上辊541a和下辊541b、以及支承位于下辊541b附近的辊541d,541e的辊支承件541c(图8b最佳看到)。在一种实施例中，腿部510a,510b弯曲，以便辊541b关于辊541a偏移。辊引导线，以便该线与心轴部段170b大致相切地离开引导件510，从而减小线上的应力。更具体而言，辊541a,541b,541d,541e可用于取决于引导件510的前面关于心轴170的相对位置使线轻微地弯曲期望量。

在图9中看到了导线器的另一实施例。在图9中，导线器816在许多方面类似于图2,3,4a-4c和8a-8b的实施例，除了导线器816位于心轴170的侧向(侧部)，而非心轴上方。作为结果，导线器816的元件中的许多例如滑架905、凸轮臂907、具有臂910a,910b的导线器910、以及辊941a,941b,941d,941e、带925、带张紧器922a,922b、辊(仅示出934a)和带925穿过其的齿轮(未示出)、旋转管908等定向成关于图2,3,4a-4c和8a-8b的实施例旋转九十度。在图9的实施例中，用于带925的另一辊934c提供成使得带从附接到中空悬臂式横梁816a的外侧的第一张紧器922a围绕辊934c行进，且然后在横梁816a内侧向后加倍(double)至位于横梁816a内的第二张紧器922b。导线器816大致作用为图2和3的导线器116以及图8a和8b的导线器416，其中线引导件910与管908一起旋转，且在滑架在悬臂式横梁816a中往复时关于心轴往复。

在图9中还示出了平台950，其用于支承导线器816和其它元件，例如，油罐(oilpot)或加油器(greaser，有时也称为润滑脂注入器)(未示出)，其用于向导线器的移动部分提供润滑。通过使导线器816位于心轴170侧部，施加到导线器的任何多余润滑都不会滴在形成在心轴170上的线圈上。

在一种实施例中，平台950布置成在线作为线圈卷绕在心轴170上时沿侧向移离心轴170。在另一实施例中，平台950布置成在线作为线圈卷绕到心轴170上时沿两条轴线(axes)移离心轴170。在一种实施例中，当线在心轴上卷绕成线圈时，线引导件910的辊941b接近心轴170和形成在心轴上的线圈。在一种实施例中，线从导线器816施加到心轴，使得线在其被施加时与心轴大致相切。

在一种实施例中，心轴170的端部形状177是以具有面对彼此的平内面的盘的形状。在另一实施例中，心轴170的端部形状177定形为钹(cymbal)，在它们远离心轴170延伸时，具有从彼此发散的内表面。端部形状177可被引起采用所期望的其它形状。

在一种实施例中，心轴170是筒形。在另一实施例中，心轴是圆柱形。在其它实施例中，心轴170可采用其它形式。

转到图10a-10c，提供了导线器1016，其几乎等同于图9的导线器816，且与导线器816相同的导线器1016的元件示为具有与导线器816相同的标号。因此，导线器1016示为具有滑架905、凸轮臂907、旋转管908、具有臂910a,910b的线引导件910、带925、带张紧器922a、辊934c等，它们定向成关于图2,3,4a-4c和8a-8b的实施例旋转九十度。导线器1016大致作用为图2和3的导线器116、图8a和8b的导线器416和图9的导线器816，其中线引导件910与管908一起旋转，且在滑架在悬臂式横梁816a中往复时关于心轴往复。然而，图10a-10c的实施例还示出了在图9的实施例中未提供的平衡物(重量)1080。平衡物1080经由夹具1083在与线引导件910相对的管908的端部908a上附接到旋转管908。在一种实施例中，平衡物1080是可调整的平衡物，其包括例如经由螺钉1085附接到彼此的第一区段1080a和第二区段1080b，且其中区段中的至少一个延伸穿过限定在夹具1083中的槽口1083a。当平衡物区段1080a,1080b紧密拧到彼此上时，它们固定在夹具1083上。平衡物可通过松开螺钉、使平衡物沿槽口1083a移动到期望位置且然后上紧螺钉来调整。

如图10b和10c中所见，平衡物1080和夹具1083与旋转管908一起行进和旋转。因此，在图10b中，平衡物1080示为在“三点钟”位置，其中滑架905在其往复移动的一端处，而在图10c中，平衡物1080示为在“九点钟”位置，其中滑架在其往复移动的另一端处。以此方式，且根据一个方面，平衡物1080可用于减小由线引导件910的旋转引起的系统中的振动。

在一种实施例中，用于以数字8图案卷绕线圈的方法包括旋转线待围绕其卷绕的心轴，且经由关于旋转心轴在平行于心轴的旋转轴线的方向上来回往复以及同时围绕垂直于往复轴线的轴线来回旋转的导线器的往复、旋转的元件，将线给送到心轴上。在一种实施例中，往复、旋转的元件是线引导件，且该方法包括在其从其摆度的一端移动到其摆度的另一端时使线引导件旋转一百八十度。在一种实施例中，该方法线引导件具有线从其分配的底缘(例如，线输出位置)，且该方法包括在卷绕过程开始时将底缘定位成大致邻近心轴，且在线卷绕在心轴上时使底缘在至少一个方向上沿径向移离心轴，使得底缘保持成大致邻近卷绕在心轴上的线线圈(wire coil)。

在一种实施例中，该方法涉及提供传感器来通知导线器远离心轴的移动。在另一实施例中，该方法涉及基于线的直径和导线器的往复数目来控制导线器远离心轴的移动。

将认识到的是，系统100已经描述为包括控制器118。控制器118示为单独的单元，但将认识到，控制器还可与拉紧单元116、浮动辊114或放线单元112在一起，或可分布在它们之中。控制器118可具有触摸屏或其它界面，其允许用户选择线圈的张紧控制简况(tension control profile)且选择可影响线线圈的形成的其它参数，且包括处理器或处理系统。用语“处理器”和“处理系统”(下文为“处理系统”)不应当看作是将本文公开的实施例限于任何具体的装置类型或系统。处理系统可为笔记本计算机、桌面计算机或主机计算机。处理系统还可包括处理器(例如，微处理器、微控制器、数字信号处理器、可编程逻辑控制器或通用计算机)来用于执行任何上文所述的方法。处理系统还可包括存储器，例如，半导体存储器装置(例如，RAM、ROM、PROM、EEPROM或闪速可编程RAM)、磁性存储装置(例如，磁盘或硬盘)、光学存储装置(例如，CD-ROM)、PC卡(例如，PCMCIA卡)或其它存储器装置。该存储器可用于储存(仅借助于示例)用于基于线的粗细的支承悬臂式横梁的平台的移动的参数、用于控制总体线速度的参数、用于在其卷绕时在卷绕线圈中生成放松孔尺寸和形状的参数、以及用于执行上文所述的方法的指令。

上文所述的任何方法都可实施为与处理系统一起使用的计算机程序逻辑。计算机程序逻辑可体现为各种形式，包括源代码形式或计算机可执行形式。源代码可包括以各种可编程语言(例如，目标代码、汇编语言或高级语言，如FORTRAN、C、C++或JAVA)的一系列计算机程序指令。这些计算机指令可储存在非暂时性计算机可读介质(例如，存储器)中，且由处理系统执行。计算机指令可以以任何形式作为带有印刷文件或电子文件(例如，压缩打包软件)的可移除的储存介质分配、利用计算机系统(例如，在系统ROM或硬盘上)预载、或经由因特网协议(IP)分配。

本文已经描述和示出了用于卷绕线圈的设备和方法的若干实施例。尽管已经描述了特定实施例，但不旨在本发明限于此，因为旨在，本发明在范围上如本领域将允许的那样宽，且将同样地阅读本说明书。因此，尽管已经描述了用于平移和旋转线引导件的滑架的特定实施例，但将认识到的是，滑架可采用其它形式。类似地，尽管已经描述了用于将线大致铺放在心轴附近的线引导件的特定实施例，但将认识到的是，线引导件可采用其它形式。此外，尽管平台移动元件的具体实施例已经被描述用于使导线器移离心轴，但将认识到，其它机构也可用于在线圈形成时使导线器可控地移离心轴。因此，本领域的技术人员将认识到的是，可对提供的发明做出又一些修改而不会偏离如要求保护的其精神和范围。在权利要求中，装置加功能(means-plus-function)的条项(如果有)旨在覆盖执行所述功能的本文所述的结构，且不仅是结构等同物，而且是等同结构。除权利要求明确连同相关联的功能使用词语‘用于...的装置’外，否则本申请人的明确意图不是援引35 U.S.C. § 112第六段来用于本文的任何权利要求的任何限制。

Claims (20)

1.一种用于卷绕线的系统，包括：

a) 心轴，所述线待围绕其被卷绕，所述心轴围绕纵轴线旋转；

b) 导线器，其布置成引起所述线以数字8的构造卷绕在所述旋转的心轴上来形成具有许多层的所述线的线圈，所述导线器包括线引导装置，所述线引导装置包括往复旋转元件，所述往复旋转元件沿平行于所述纵轴线的第一轴线来回往复且在其往复时沿垂直于所述纵轴线的第二轴线旋转。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述往复旋转元件对于在一个方向上的每个完整摆度旋转一百八十度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述导线器包括横梁和滑架，所述滑架至少部分地在所述横梁内往复，所述滑架包括在所述滑架往复时旋转的齿轮。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述滑架还包括两个成一行的轮，所述齿轮在所述两个成一行的轮之间且从其偏移，所述导线器包括开槽的带，该开槽的带位于所述成一行的轮与所述齿轮之间且联接到所述横梁，使得在所述滑架在所述横梁内往复时，所述齿轮接合所述开槽的带且旋转。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述导线器还包括联接到所述滑架的凸轮臂，所述凸轮臂引起所述滑架往复。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述线引导装置包括具有末端的线引导件，所述线在所述末端处被分配，所述末端对于所述往复旋转元件的每个摆度旋转一百八十度。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：联接到所述心轴的第一端部形状和第二端部形状，其中在所述往复旋转元件的各个摆度上，所述末端直接邻近所述第一端部形状和所述第二端部形状中的一个。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述末端在假想圆柱内往复和旋转，该假想圆柱在所述线卷绕成线圈的绝大多数时间内由所述端部形状限定。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：在起始位置，所述末端直接邻近所述心轴。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：联接到所述导线器的移动设备，其布置成在所述线围绕所述心轴卷绕时使所述导线器从所述线引导装置的所述末端直接邻近所述心轴的所述起始位置移动到沿径向远离所述起始位置的位置，使得所述末端保持直接邻近围绕所述心轴卷绕的所述线的表面。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述系统还包括：控制所述移动设备的控制器。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于：所述移动设备包括电机。

13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述末端与所述心轴的表面大致相切地引导所述线。

14.一种用于卷绕线的系统，包括：

线拉紧单元，其包括具有心轴旋转轴线的旋转心轴、联接到所述心轴的端部形状、以及布置成引起所述线以数字8的构造卷绕在所述旋转心轴上且在所述端部形状之间来形成具有许多层的线的线圈的导线器，所述导线器包括线引导装置，该线引导装置包括往复旋转元件，所述往复旋转元件沿平行于所述心轴旋转轴线的第一轴线来回往复且在其往复时沿垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转，以及移动设备，其使所述往复旋转元件沿径向关于所述心轴移动，所述线引导装置限定所述线从其被分配的末端，所述末端往复、旋转且关于所述心轴沿径向移动且在所述线被卷绕成所述线圈的绝大多数时间内位于由所述端部形状限定的假想圆柱内。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于：在起始位置，所述末端直接邻近所述心轴，并且所述末端在所述线线圈卷绕时保持直接邻近所述线线圈的外表面。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于：所述导线器包括横梁、凸轮臂、在所述横梁内至少部分地往复的联接到所述凸轮臂的滑架，所述滑架包括在所述滑架往复时旋转的齿轮。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于：所述线引导装置包括联接到所述滑架且从所述横梁的第一侧延伸的线引导件，以及联接到所述滑架且从所述横梁的第二侧延伸的平衡物。

18.一种卷绕线的方法，包括：

获得线卷绕装置，该线卷绕装置具有所述线待围绕其被卷绕的旋转心轴以及包括线引导装置的导线器，所述线引导装置包括往复旋转元件，该往复旋转元件沿平行于所述心轴的旋转轴线的第一轴线来回往复且在其往复时沿垂直于所述第一轴线的第二轴线旋转；

以数字8的图案将所述线卷绕在所述心轴上，以形成具有许多线层的线圈，所述卷绕包括引起所述往复旋转元件往复和旋转。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：所述方法还包括：当所述线圈的线层铺放在所述心轴上时，使所述导线器移离所述心轴。

20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于：所述线卷绕装置具有端部形状，所述线引导装置具有末端，以及所述卷绕包括在起始位置处将所述底缘定位成直接邻近所述心轴，使所述导线器移离所述心轴，以便所述末端在所述线圈形成时定位成直接邻近所述线圈的线层的表面，以及旋转所述往复旋转元件，以便所述末端对于所述线引导装置的各个摆度定位成直接邻近所述端部形状。