CN112242216A - 用于将线材进行中央绞合的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提出了一种设备，该设备构造成将第一线材绕第二线材进行绞合。该设备包括固定机构，该固定机构构造成固定第一线材和第二线材的端部。第一线材沿着纵向轴线平行于第二线材配置。该装置还包括构造成夹持第一线材和第二线材的中央部分的夹持机构、构造成向夹持机构施加侧向偏移力从而使第一线材和第二线材的中央部分从纵向轴线正交地偏斜的张紧机构、以及构造成使夹持机构旋转从而使第一线材和第二线材绕彼此绞合的旋转机构。还提出了将成对线材进行绞合的方法。

Description

用于将线材进行中央绞合的设备和方法

技术领域

本发明总体涉及一种用于将线材进行绞合的设备和方法，具体地涉及一种将线材对进行中央绞合的设备和方法。

背景技术

双绞线是一种布线方式，其中单个电路的两个导线绞合在一起，以提高电磁兼容性(EMC)。与单导线或无绞合平衡线对相比，双绞线减少了来自双绞线的电磁辐射以及相邻线对之间的串扰，并改善了对外部电磁干扰(EMI)的抑制能力。

通过配置成对平行线材12PA、14PA、固定线材12PA、14PA的端部、然后使线材12PA、14PA的一端或两端旋转使得12PA、14PA的线材对如图1A所示地彼此绞合，来形成双绞线。线材的端部可在绞合之前或之后进行端接。然而，仅在完成绞合过程之后，才能将端接的线材对插入到连接器主体中。由于自动执行器难以夹持绞合的线材，因此这阻碍了使用设备将线材的端接端自动插入到连接器主体中。

因此，仍然期望一种与自动终端插入设备兼容的将线材对进行绞合的装置。

发明内容

根据本发明的一实施例，提供了一种设备，该设备构造成将第一线材绕第二线材进行绞合。该设备包括固定机构，该固定机构构造成固定第一线材和第二线材的端部。第一线材沿着纵向轴线平行于第二线材配置。该装置还包括构造成夹持第一线材和第二线材的中央部分的夹持机构、构造成向夹持机构施加侧向偏移力从而使第一线材和第二线材的中央部分从纵向轴线正交地偏斜的张紧机构、以及构造成使夹持机构旋转从而将第一线材和第二线材相互绞合的旋转机构。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧机构包括拉伸弹簧。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧机构包括气动弹簧。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧机构包括气动致动器。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧机构包括液压致动器。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，张紧机构包括电伺服马达。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，该设备构造成将第一线材绕第二线材绞合，使得第一线材和第二线材在中央部分的一侧上彼此右旋地螺旋绞合，并且第一线材和第二线材在中央部分的相对侧上彼此左旋地螺旋绞合。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，固定机构构造成固定电连接器壳体，第一线材和第二线材的端部设置在该电连接器壳体中。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，夹持机构构造成夹持第一线材和第二线材的中央部分，使得第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此接触。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，夹持机构构造成夹持第一线材和第二线材的中央部分，使得第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此不间断地接触。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，夹持机构构造成夹持第一线材和第二线材的中央部分，使得第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此连续接触。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，夹持机构限定U形凹槽，该U形凹槽构造成接纳并夹持第一线材和第二线材的中央部分。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，当第一线材和第二线材被接纳在U形凹槽内时，U形凹槽的宽度大于第一线材和第二线材的直径，并且其中，当第一线材和第二线材被夹持在U形凹槽内时，U形凹槽的宽度小于或等于第一线材和第二线材的直径。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，U形凹槽由可膨胀的U形囊体限定，其构造成接纳并夹持第一线材和第二线材的中央部分。

在具有先前段落的设备的一个或多个特征的示例性实施例中，夹持机构不包括构造成插在第一线材和第二线材的中央部分之间的销。

根据本发明的另一实施例，提供了一种将一对线材进行绞合的方法。该方法包括以下步骤：

a)将第一线材沿着纵向轴线平行于第二线材配置；

b)固定第一线材和第二线材的端部以维持平行配置；

c)夹持第一线材和第二线材的中央部分；

d)使第一线材和第二线材的中央部分旋转，从而使第一线材和第二线材彼此绞合；以及

e)通过使第一线材和第二线材的中央部分从纵向轴线正交地偏斜，来向第一线材和第二线材施加侧向偏移力，其中，步骤e)在步骤d)之前执行。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在步骤d)期间，由第一线材和第二线材的绞合引起的纵向张力小于或等于侧向偏移力。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在完成步骤d)之后，纵向拉力等于侧向偏移力。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在步骤d)期间，通过增加纵向张力，将第一线材和第二线材的偏斜的中央部分朝向纵向轴线牵引。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，第一线材和第二线材的端部附连于电端子。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例实施例中，电端子容纳在电连接器壳体内。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，步骤d)在第一线材和第二线材的中央部分的一侧上使第一线材和第二线材彼此右旋地螺旋绞合，并且在第一线材和第二线材的中央部分的相对侧上使第一线材和第二线材彼此左旋地螺旋绞合。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在步骤c)和d)期间，第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此接触。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在步骤c)和d)期间，第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此不间断地接触。

在具有先前段落的方法的一个或多个特征的示例性实施例中，在步骤c)和d)期间，第一线材和第二线材的中央部分的内表面彼此连续接触。

附图说明

现在将参考附图通过示例描述本发明，附图中：

图1A是通过根据现有技术的方法或设备形成的双绞线的侧视图；

图1B是通过本发明的任一实施例形成的双绞线的侧视图；

图2是根据本发明的实施例的构造成使成对线材中央绞合的设备的示意图；

图3是根据本发明的实施例的构造成使成对线材中央绞合的设备的示意图；

图4是根据本发明的实施例的构造成使成对线材中央绞合的设备的又一示意图；

图5是本发明的实施例的夹持机构、张紧机构以及旋转机构的立体图；

图6是现有技术的夹持机构的端视图；

图7是根据本发明的实施例的在接纳一对线材的状态下的夹持机构的端视图；

图8是根据本发明的实施例的在夹持一对线材的状态下的图7的夹持机构的端视图；

图9是根据本发明的实施例的图7的夹持机构的剖视图；以及

图10是本发明的实施例的将一对线材进行中央绞合的方法的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考实施例，这些实施例的示例在附图中示出。在以下详细说明中，阐述了许多具体细节以便提供对各种描述的实施例的透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践各种描述的实施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、部件、电路以及网络，以免不必要地模糊实施例的各方面。

图1B至5和图7至9示出了根据本发明的一个或多个实施例的构造成使第一线材12绕第二线材14中央绞合的设备100的非限制性示例。如本文中所使用的，第一线材12和第二线材14均包括由绝缘层围绕的电导体。设备100包括固定机构102，该固定机构102构造成固定第一线材12和第二线材14的端部。线材的端部可在由固定机构102固定的同时由电端子(未示出)端接，并且还可设置在由固定机构102固定的连接器主体16的端子腔内。固定机构102可包括成对夹持钳口104，其打开以允许将线材端部放置在固定机构102内，然后闭合以固定线材端部。夹持钳口104可手动或自动操作。固定机构102保持线材端部，使得第一线材12和第二线材14大致沿着纵向轴线X彼此平行。

设备100还包括夹持机构106，该夹持机构106构造成夹持第一线材12和第二线材14的中央部分18，该中央部分通常位于第一线材12和第二线材14的端部之间的距离的中点处。如图6所示，现有技术的夹持机构106PA包括放置在第一线材12与第二线材14之间的销108PA。该销108PA绕纵向轴线X旋转以使第一线材12与第二线材14彼此绞合。该销108PA在第一线材12与第二线材14之间形成间隙，该间隙在线材绞合之后保留。发明人认识到，由于间隙周围的阻抗变化，该间隙降低了电缆的电性能，特别是对于数字数据信号的差分传输。设备100的夹持机构106消除了中央部分中的第一线材12与第二线材14之间的间隙，从而提供了改善的电性能。

夹持机构106构造成夹持第一线材12和第二线材14的中央部分18，使得在中央部分18中，第一线材12和第二线材14的绝缘层的内表面彼此接触，优选地彼此不间断地接触或连续接触。如本文中所使用的，第一线材12和第二线材14接触是指它们分开的距离小于100微米。

如图7所示，夹持机构106限定U形凹槽108，该U形凹槽108构造成接纳并夹持第一线材12和第二线材14的中央部分18。当第一线材12和第二线材14被接纳在U形凹槽108内时，U形凹槽108的宽度110大于第一线材12和第二线材14的直径，并且其中，当第一线材12和第二线材14被夹持在U形凹槽108内时，U形凹槽108的宽度110小于或等于第一线材12和第二线材14的直径。U形凹槽108的深度112大于或等于第一线材12的直径加上第二线材14的直径。

在所示的示例中，U形凹槽108由可膨胀的U形囊体114限定，该可膨胀的U形囊体114构造成接纳和夹持第一线材12和第二线材14的中央部分18。如图7所示，U形囊体114未膨胀，以允许线材放置在U形凹槽108中。如图8所示，U形囊体114膨胀，以在保持中央部分的同时夹持第一线材12和第二线材14。在绞合线材之后，U形囊体114缩瘪以释放绞合的线材对12、14。U形囊体114可以是气动囊体或液压囊体。U形囊体114的膨胀和缩瘪可通过手动或自动控制的泵和阀来执行。

在设备的替代实施例中，夹持机构可包括用于夹持线材的钳口或夹具。钳口或夹具彼此直接接触或几乎接触，以夹持线材。这些钳口或夹具优选地在夹持边缘上包括顺应性材料，以抑制由于夹持以及在夹持机构的旋转期间对线材造成的损坏。当臂彼此接触时，相应的U形凹槽形成基本上围绕双绞线的第一线材和第二线材的通道。

发明人已经发现，与可选的夹持机构相比，U形囊体114降低了损坏线材的风险。

设备100还包括旋转机构116，该旋转机构116构造成使夹持机构106旋转，从而使第一线材12和第二线材14彼此绞合，使得如图1B所示，第一线材12和第二线材14在中央部分18的一侧上彼此右旋地螺旋绞合，并且第一线材12和第二线材14在中央部分18的另一侧上彼此左旋地螺旋绞合，本文称为中央绞合。中央绞合提供了如下益处：允许在将线材端接并插入连接器主体内之后使线材对绞合，这在组装包括绞合线材对的线束时允许采用更高程度的自动化。如图9所示，夹持机构106具有带齿的外边缘，并且旋转机构116具有与带齿边缘接合的成对齿轮，其使得夹持机构106旋转。当一个齿轮在U形凹槽108中时，另一齿轮将继续驱动夹持机构106。

所示设备100还包括张紧机构118，所述张紧机构118构造成向夹持机构106施加侧向偏移力120，从而使第一线材12和第二线材14的中央部分18从纵向轴线X正交地偏斜。由于第一线材12和第二线材14被绞合，因此双绞线对12、14的长度减小，从而在双绞线对12、14中产生纵向张力122。由于张紧机构118已经使第一线材12和第二线材14横向偏移，因此纵向张力122具有抵抗张紧机构118的侧向偏移力120施加的侧向张力124分量。优选地，侧向偏移力120大于或等于侧向张力124。

张紧机构118可包括拉伸弹簧或气动弹簧，以被动地产生偏移力。或者，张紧机构118可包括气动致动器、液压致动器或电伺服马达，以主动产生偏移力。设备100可包括控制器(未示出)，该控制器连接于固定机构102中的诸如应变计之类的张力测量装置(未示出)，以测量纵向张力122，计算侧向张力124并指令张紧机构118施加适当的侧向偏移力120。

张紧机构118提供了将偏移力每次单独施加至一对线材的益处，从而允许线束中有多对双绞线，因为使纵向张力122偏移的力是侧向地施加的。当将固定在连接器主体内的线材对进行中央绞合时，可以施加纵向偏移力，然而，对于单个线束中的多对双绞线，施加纵向偏移力是不期望的，因为在第一对线材被绞合后，连接器主体之间的距离减小，并且将很难对第二对线材施加纵向偏移力。

可以设想装置100的不包括张紧机构118的替代实施例，同时可以设想使用其它夹持装置、比如图6所示的现有技术的销108PA的其它实施例。

图10示出了将一对线材进行绞合的方法200。该方法200包括下列步骤：

步骤202，将第一线材沿着纵向轴线平行于第二线材配置，包括将第一线材12沿着纵向轴线X平行于第二线材14配置；

步骤204，固定第一线材和第二线材的端部，包括固定第一线材12和第二线材14的端部，以维持平行配置。步骤204可由上述的固定机构102执行；

步骤206，夹持第一线材和第二线材的中央部分，包括夹持第一线材12和第二线材14的中央部分18。步骤206可由上述的夹持机构106执行；

步骤208，通过使第一线材和第二线材的中央部分从纵向轴线正交地偏斜来向第一线材和第二线材施加侧向张紧力，通过使第一线材12和第二线材14的中心部分18从纵向轴线X正交地偏斜来向第一线材12和第二线材14施加侧向偏移力。步骤208可由上述的张紧机构118执行；

步骤210，使第一线材和第二线材的中央部分旋转，从而使第一线材和第二线材彼此绞合，包括使第一线材12和第二线材14的中央部分18旋转，从而使第一线材12和第二线材14彼此绞合。步骤210在步骤208之后执行。在步骤208期间，由第一线材12和第二线材14的绞合引起的纵向张力122小于或等于侧向偏移力120。在完成步骤210之后，纵向张力122优选地等于侧向偏移力120。在步骤210期间，通过增加纵向张力122，将第一线材12和第二线材14的偏斜的中央部分18朝向纵向轴线X牵引。步骤210可由上述的夹持机构106和旋转机构116执行。在完成步骤210之后，可以将带子或胶带施加至中央部分以保持第一线材12和第二线材14接触。

虽然已经根据本发明的较佳实施例描述了本发明，但是本发明并不旨在受限于此，而是仅受以下的权利要求书中所阐述的范围限制。例如，以上描述的实施例(和/或其各个方面)可彼此组合地使用。此外，可作各种改型以使得具体的情形或材料适应本发明的教导，而不偏离其主要范围。本文描述的尺寸、类型、各个部件的定向以及各个部件的数量和位置旨在限定特定实施例的参数，不意味着限制，而仅为原型实施例。

在阅读了以上描述后，在权利要求精神和范围内的许多其它实施例和变型对本领域的普通技术人员来说是显然的。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书、以及这些权利要求所涵盖的等同物的全部范围所限定。

如本文使用的，“一个或多个”包括由一个元件执行的功能、例如以分布的形式由超过一个元件执行的功能、由一个元件执行若干功能、由若干元件执行若干功能、或以上这些的组合。

还应理解，尽管在一些情况下术语第一、第二等在本文中用于描述各种元件，但是这些元件不应由这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。例如，在不脱离各种所述实施例的范围的情况下，第一接触件可以被称为第二接触件，并且类似地，第二接触件可以被称为第一接触件。第一接触件和第二接触件都是接触件，但它们不是相同的接触件。

在本文的各种实施例的描述中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是旨在限制。如在各种所述实施例的说明书中和所附权利要求中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意在同样包括复数形式，除非上下文明确指出了其它情形。还当理解的是，术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何和所有组合。还应理解的是，在本文中所使用的术语“包括”特指存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。

如在本文中所使用的，术语“如果”可选地被解释为表示“当……时”或“在......时”或“响应于决定”或“响应于检测”，这取决于上下文。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所陈述的状况或事件]”可选地被解释为表示“在决定......时”或“响应于决定”或“在检测到[所述条件或事件]时”或“响应于检测到[所述的条件或事件]”，这取决于上下文。

另外，虽然本文可使用条例或定向的术语，但这些元件不应受这些术语的限制。除非另有说明，否则所有条例或定向用于区分一个元件与另一个元件的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、操作顺序、方向或定向。

Claims (25)

1.一种将成对线材进行绞合的方法，所述方法包括以下步骤：

a)将第一线材沿着纵向轴线平行于第二线材配置；

b)固定所述第一线材和所述第二线材的端部以维持平行配置；

c)夹持所述第一线材和所述第二线材的中央部分；

d)使所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分旋转，从而使所述第一线材和所述第二线材彼此绞合；以及

e)通过使所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分从所述纵向轴线正交地偏斜，来向所述第一线材和所述第二线材施加侧向偏移力，其中，步骤e)在步骤d)之前执行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤d)期间，由所述第一线材和所述第二线材的绞合引起的纵向张力小于或等于所述侧向偏移力。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤d)完成后，所述纵向张力等于所述侧向偏移力。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤d)期间，通过增加所述纵向张力，将所述第一线材和所述第二线材的偏斜的所述中央部分朝向所述纵向轴线牵引。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线材和所述第二线材的所述端部附连于电端子。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电端子包含在电连接器壳体内。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d)在所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的一侧上使所述第一线材和所述第二线材彼此右旋地螺旋绞合，并且在所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的相对侧上使所述第一线材和所述第二线材彼此左旋地螺旋绞合。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤c)和d)期间，所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的内表面彼此接触。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤c)和d)期间，所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的所述内表面彼此不间断地接触。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，在步骤c)和d)期间，所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的所述内表面彼此连续接触。

11.一种构造成将第一线材绕第二线材进行绞合的设备，所述设备包括：

固定机构，所述固定机构用于固定所述第一线材和所述第二线材的端部，其中，所述第一线材沿着纵向轴线平行于所述第二线材配置；

夹持机构，所述夹持机构构造成夹持所述第一线材和所述第二线材的中央部分；

张紧机构，所述张紧机构构造成向所述夹持机构施加横向偏移力，从而使所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分从所述纵向轴线正交地偏斜；以及

旋转机构，所述旋转机构构造成使所述抓持机构旋转，从而使所述第一线材和所述第二线材彼此绞合。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述张紧机构包括拉伸弹簧。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述张紧机构包括气动弹簧。

14.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述张紧机构包括气动致动器。

15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述张紧机构包括液压致动器。

16.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述张紧机构包括电伺服马达。

17.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述设备构造成将所述第一线材绕所述第二线材进行绞合，使得所述第一线材和所述第二线材在所述中央部分的一侧上彼此右旋地螺旋绞合，并且所述第一线材和所述第二线材在所述中央部分的相对侧上彼此左旋地螺旋绞合。

18.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述固定机构构造成固定电连接器壳体，所述第一线材和所述第二线材的端部配置在所述电连接器壳体中。

19.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述夹持机构构造成夹持所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分，使得所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的内表面彼此接触。

20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述夹持机构构造成夹持所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分，使得所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的所述内表面彼此不间断地接触。

21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述夹持机构构造成夹持所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分，使得所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分的所述内表面彼此连续接触。

22.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述夹持机构限定U形凹槽，所述U形凹槽构造成接纳并夹持所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分。

23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，当所述第一线材和所述第二线材被接纳在所述U形凹槽内时，所述U形凹槽的宽度大于所述第一线材和所述第二线材的直径，并且其中，当所述第一线材和所述第二线材被夹持在所述U形凹槽内时，所述U形凹槽的宽度小于或等于所述第一线材和所述第二线材的直径。

24.如权利要求23所述的设备，其特征在于，所述U形凹槽由可膨胀的U形囊体限定，所述可膨胀的U形囊体构造成接纳并夹持所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分。

25.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述夹持机构不包括构造成插在所述第一线材和所述第二线材的所述中央部分之间的销。

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