CN114050001A - 用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，与恒张力放带绕包机的绕包头相接搭配使用，该绕包杆组包括紧配部件、绕包轴杆、固定垫片、固定垫块和整形导杆，其中紧配部件固接绕包头及绕包轴杆，内设过线孔穿接金属内导体，绕包轴杆设有与过线孔相连通的穿带孔，固定垫片和固定垫块组合相接于紧配部件的外端面正交方向可调定位，整形导杆穿接于固定垫块并与绕包轴杆之间的夹角可调锁定，绕包带由整形导杆导向并自穿带孔穿入绕接于金属内导体上，且绕包角度可调范围下限至15°。应用本发明该绕包杆组，实现对绕包带整形及高精度薄膜绕包加工；也有利于实现高性能数据总线绕包绝缘小介电常数的高精度加工。

Description

用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组

技术领域

本发明涉及一种绕包生产工装，尤其涉及一种用于生产航空数据总线、进行高精度薄膜绕包的工装杆组。

背景技术

随着人们对太空的好奇和太空探索的追求，各类超远距离望远镜、离地探测器、空间站等大型设施进行了规模化建造、投产和应用。籍此，人们对我们所处地球的外太空的认知正不断地扩展、突破认知。而在各类众多的航电系统中，输出控制和图像反馈等信号传输是不同设备之间以及设备与地面工作人员之间信息交互的主要载体。最初、人们使用1553B数据总线作为信号传输的媒介，随着高度综合化的航空电子技术发展，对数据总线的数据传输速率、延时、传输频率等性能指标提出了更高的需求。航空数据总线产品的结构更新换代速度加快，传输频率由1MHz提速至100MHz，而目前主流应用的航空数据总线1394B，传输频率更可达1GHz。

目前，关于航空数据总线1394B积累经验较多的主要在于使用方面，而使用的协议长期沿用SAE AS5643，且产品的主要来源依赖进口。由于该总线产品的传输速率要求很高，导致其绝缘介电常熟必须足够小，由此为电缆生产加工带来了极大的挑战。传统的电线绝缘绕包加工方式为：绕包角度30°～60°。当使用这个绕包角度加工本航空数据总线时，后道的烧结工序中，高温将对形变的绕包带起到作用，使绕包带收缩，从而电线的绝缘外径无法保证，绝缘的介电常数同样也无法保证。当绕包角度超出这个范围时，绕包加工将出现绕包带褶皱的问题，影响绝缘外径及介电常数的均匀性。

发明内容

本发明的目的旨在提出一种用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，解决此类电线在绝缘烧结工艺加工时，绝缘外径受高温作用收缩而加大绝缘的介电常数指标问题。

本发明实现上述目的的技术解决方案是，用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，与恒张力放带绕包机的绕包头相接搭配使用，其特征在于：所述绕包杆组包括一体相接的紧配部件、绕包轴杆、固定垫片、固定垫块和整形导杆，其中所述紧配部件的内向端与绕包头相接固定、外向端与绕包轴杆相接固定，且紧配部件和绕包轴杆设有与绕包头中穿线孔相接连通的过线孔，所述绕包轴杆沿轴向开设有与过线孔相连通的穿带孔，所述固定垫片固接于紧配部件的外端面且高度可调定位，所述固定垫块固接于固定垫片且横向可调定位，固定垫块分布设有球形旋转槽和固定整形导杆方向的第一螺纹孔；所述整形导杆一端设有球头，整形导杆穿接于固定垫块并使球头相容限位于球形旋转槽中，整形导杆与绕包轴杆之间的夹角可调锁定，金属内导体经穿线孔、过线孔连接至外部的牵引设备及收线架，绕包带由整形导杆导向并自穿带孔穿入绕接于金属内导体上，且绕包角度可调范围下限至15°。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，以紧配部件为基础，所述绕包轴杆、固定垫片、固定垫块和整形导杆随绕包头同步转动，所述绕包带以整形导杆为绕接倚靠，随整形导杆与绕包轴杆可调节锁定的夹角与金属内导体表面零褶皱贴合。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，所述绕包轴杆的主体设为半圆柱槽，且远离紧配部件的一端设为用以供绕包带缠绕的金属内导体导向穿出的闭环窗口。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，所述穿带孔设于绕包轴杆靠向整形导杆的侧壁，且穿带孔的最小间隙为0.5mm。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，所述固定垫片为单向开口且三边方形的成型件，其中相平行的两边设有第一导槽，与一组平行边均垂直的连接边设有第二导槽，固定垫片通过紧固螺钉穿接第一导槽、松紧度可调地装接于紧配部件的外端面；所述固定垫块设有与第一螺纹孔轴向平行的第二螺纹孔，固定垫块通过紧固螺钉穿接第二螺纹孔及第二导槽、松紧度可调地装接于固定垫片。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，所述绕包轴杆和整形导杆为表面抛光处理的镀镍钢柱体，长度介于200mm~600mm，且所述球形旋转槽与球头表面为阻尼滑动接触。

上述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，进一步地，所述过线孔的内径介于1mm~8mm，且适于绕包带缠绕的金属内导体活动穿接。

应用本发明的绕包杆组于总线生产的相应加工制程，具备显著的进步性：绕包杆组与绕包头、绕包带同步转动，利用穿带孔的小间隙，可将绕包带固定在一定的范围内，实现高精度薄膜绕包加工；利用固定垫块、固定垫片以及整形导杆的球头，可最大限度地调节整形导杆的角度和位置，配合绕包角度和绕包带的带宽，达到将绕包带整形的目的；通过进一步减小绕包角度，能抑制绝缘外径受高温作用收缩而增大绝缘的介电常数指标，有利于实现高性能数据总线绕包绝缘小介电常数的高精度加工。

附图说明

图1是本发明绕包杆组配合金属内导体和绕包带的总装结构及工艺状态示意图。

图2是本发明绕包杆组中紧配部件和绕包轴杆三个视角的结构示意图。

图3是本发明绕包杆组中固定垫片的结构示意图。

图4是本发明绕包杆组中固定垫块的结构示意图。

图5是本发明绕包杆组中整形导杆的结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握，从而对本发明的保护范围做出更为清晰的界定。

本发明设计者针对当前应用于高传输频率的航空数据总线生产加工中，因绝缘薄膜绕包欠佳导致介电常数受影响较大，无法达到性能指标要求的问题。仰赖于长期的产线经验，创新提出了一种用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，作为恒张力放带绕包机的外装附件，用以解决此类总线在绝缘烧结工艺加工时大节距、小角度绕包的加工难题。

如图1至图5所示的本发明总装及各构件细节的展示图可见，该用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，是与恒张力放带绕包机的绕包头相接搭配使用的。其概述的设计特征为，其包括一体相接的紧配部件1、绕包轴杆2、固定垫片3、固定垫块4、整形导杆5及若干用于组装的紧固螺钉，其中紧配部件1的内向端与绕包头（成品机具未图示）相接固定、外向端与绕包轴杆2相接固定，且紧配部件1和绕包轴杆2内设有与绕包头中穿线孔相接连通的过线孔11，而且绕包轴杆2沿轴向开设有与过线孔11相连通的穿带孔21；其中固定垫片3固接于紧配部件1的外端面且高度可调定位，固定垫块4固接于固定垫片3且横向可调定位；而该固定垫块4分布设有球形旋转槽41和固定整形导杆方向的第一螺纹孔42；其中整形导杆5一端设有球头51，且该整形导杆5穿接于固定垫块4并使球头51相容限位于球形旋转槽41中，通过螺钉穿接于第一螺纹槽42并松紧度可调地抵靠球头51，该整形导杆5与绕包轴杆2之间的夹角可调锁定。由此，则金属内导体6经穿线孔、过线孔11连接至外部的牵引设备及收线架（外部成品机具未图示），绕包带7由整形导杆5导向并自穿带孔21穿入绕接于金属内导体6上，且绕包角度可调范围下限至15°。

以上概述方案可以理解到的是：以紧配部件为基础，整个绕包杆组与绕包头装接成一体并同步随转的，而穿接于其中过线孔的金属内导体则并不发生轴向转动，仅沿轴向向外进给。而整形导杆则依赖于固定垫片、固定垫块及其连接结构，可实现相对紧配部件上下、左右横向及空间近半个球面范围内的位置和角度调节及锁定。由此，绕包带以整形导杆为绕接倚靠，能较好地实现导向作用，从而达到绕包过程中对绕包带整形、消除褶皱的目的。

从更进一步细化特征来看，图示实施例中，上述绕包轴杆2的主体设为半圆柱槽22，且远离紧配部件的一端设为用以供绕包带缠绕的金属内导体61导向穿出的闭环窗口23。而穿带孔21设于绕包轴杆靠向整形导杆的侧壁，且穿带孔的最小间隙为0.5mm。由此，该绕包半成品能从该闭环窗口中同轴穿出，避免收自身重力弯曲而影响绕包作业。

上述固定垫片为单向开口且三边方形的成型件，其中相平行的两边设有第一导槽31，与一组平行边均垂直的连接边设有第二导槽32，固定垫片通过紧固螺钉穿接第一导槽31、松紧度可调地装接于紧配部件的外端面；固定垫块设有与第一螺纹孔轴向平行的第二螺纹孔43，固定垫块通过紧固螺钉穿接第二螺纹孔43及第二导槽32、松紧度可调地装接于固定垫片3。

上述绕包轴杆和整形导杆为表面抛光处理的镀镍钢柱体，长度介于200mm~600mm，且所述球形旋转槽与球头表面为阻尼滑动接触。这样当螺钉施压于球头并使其密接于球形旋转槽后，能保持整形导杆的所调角度，避免随绕包作业推进而发生变化。

上述过线孔的内径介于1mm~8mm，且适于绕包带缠绕的金属内导体活动穿接。

实施例一：

绕包24AWG线规的1394B数据总线中电线绝缘，要求绝缘介质为微孔聚四氟乙烯薄膜绕包和聚四氟乙烯生料带绕包，烧结后介电常数为1.5～1.55，常规绕包工艺加工后，烧结时电线外径将变小30%左右，当烧结后外径达到规定值时，介电常数为1.7～1.75；采用本发明绕包杆组，绕包角度降低至15°后，烧结时电线外径变小10%左右，介电常数满足要求。具体操作如下：

（1）绕包杆组组选择长度为400mm，过线孔尺寸为1.5mm。将密度为0.7g/cm³，宽度为7mm的聚四氟乙烯微孔膜安装至绕包机的绕包头上，将外径为0.635mm，结构为19根直径为0.127mm的镀银铜绞线内导体从绕包机放线端拉出，穿过绕包头的过线孔、绕包杆组的过线孔2，将内导体安装至牵引轮上，最终连接到收线盘。

（2）将绕包杆组安装至绕包机的绕包头上并固定。将聚四氟乙烯微孔膜引出，经过绕包头上的过线导轮，穿过绕包杆组中的穿带孔，沿着内导体绕包几圈后，固定在内导体上。

（3）将整形导杆穿过第一螺纹孔和球形旋转槽，使用螺钉简单固定。

（4）将固定垫块与固定垫片使用紧固螺钉连接后，将固定垫片安装至紧配部件上。

（5）首先调整固定垫片的垂直位置，然后同时调整固定垫块的水平位置和整形导杆的角度，使整形导杆与绕包带紧密接触，并尽量靠近绕包点位置，调整好后固定各零件。

（6）设定绕包张力、绕包节距和绕包速度，并开启绕包机；当绕包带有褶皱发生时，停机微调整形导杆的位置和角度，直至将绕包带整形到平整为止，随后可开启绕包机进行绕包生产。

实施例二：

（1）绕包杆组选择长度为500mm，过线孔尺寸为2mm。将密度为1.6，宽度为6mm的聚四氟乙烯生料带安装至绕包机的绕包头上，将外径为1.40mm，绕包过微孔带的芯线从绕包机放线端拉出，穿过绕包头的穿线孔、绕包杆组的过线孔，将金属内导体安装至牵引轮上，最终连接到收线盘。

（2）将绕包杆组安装至绕包机的绕包头上并固定。将聚四氟乙烯生料带引出，经过绕包头上的过线导轮，穿过绕包杆组中的穿带孔，沿着内部芯线绕包几圈后，固定在芯线上。

（3）将整形导杆穿过固第一螺纹孔和球形旋转槽，并使用螺钉简单固定。

（4）将固定垫块与固定垫片使用螺紧固螺钉连接后，将固定垫片安装至紧配部件上。

（5）首先调整固定垫片的垂直位置，然后同时调整固定垫块的水平位置和整形导杆的角度，使整形导杆与绕包带紧密接触，并尽量靠近绕包点位置，调整好后固定各零件。

（6）设定绕包张力、绕包节距和绕包速度，并开启绕包机；当绕包带有褶皱发生时，停机微调整形导杆的位置和角度，直至将绕包带整形到平整为止，随后可开启绕包机进行绕包生产。

综上关于本发明的绕包杆组方案介绍及实施例详述可见，其具备显著的进步性：绕包杆组与绕包头、绕包带同步转动，利用穿带孔的小间隙，可将绕包带固定在一定的范围内，实现高精度薄膜绕包加工；利用固定垫块、固定垫片以及整形导杆的球头，可最大限度地调节整形导杆的角度和位置，配合绕包角度和绕包带的带宽，达到将绕包带整形的目的；通过进一步减小绕包角度，在加工的过程中，绕包带基本不发生形变，经过高温作用时，可保证电线的绝缘外径变化小，可降低烧结工序加工时的介电常数，有利于提高精度加工，并满足数据总线的电性能指标要求。

除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (7)

1.用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，与恒张力放带绕包机的绕包头相接搭配使用，其特征在于：所述绕包杆组包括一体相接的紧配部件（1）、绕包轴杆（2）、固定垫片（3）、固定垫块（4）和整形导杆（5），其中所述紧配部件的内向端与绕包头相接固定、外向端与绕包轴杆相接固定，且紧配部件和绕包轴杆设有与绕包头中穿线孔相接连通的过线孔（11），所述绕包轴杆沿轴向开设有与过线孔相连通的穿带孔（21），所述固定垫片固接于紧配部件的外端面且高度可调定位，所述固定垫块固接于固定垫片且横向可调定位，固定垫块分布设有球形旋转槽（41）和固定整形导杆方向的第一螺纹孔（42）；所述整形导杆一端设有球头（51），整形导杆穿接于固定垫块并使球头相容限位于球形旋转槽中，整形导杆与绕包轴杆之间的夹角可调锁定，金属内导体（6）经穿线孔、过线孔连接至外部的牵引设备及收线架，绕包带（7）由整形导杆导向并自穿带孔穿入绕接于金属内导体上，且绕包角度可调范围下限至15°。

2.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：以紧配部件为基础，所述绕包轴杆、固定垫片、固定垫块和整形导杆随绕包头同步转动，所述绕包带以整形导杆为绕接倚靠，随整形导杆与绕包轴杆可调节锁定的夹角与金属内导体表面零褶皱贴合。

3.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：所述绕包轴杆的主体设为半圆柱槽（22），且远离紧配部件的一端设为用以供绕包带缠绕的金属内导体导向穿出的闭环窗口（23）。

4.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：所述穿带孔设于绕包轴杆靠向整形导杆的侧壁，且穿带孔的最小间隙为0.5mm。

5.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：所述固定垫片为单向开口且三边方形的成型件，其中相平行的两边设有第一导槽（31），与一组平行边均垂直的连接边设有第二导槽（32），固定垫片通过紧固螺钉穿接第一导槽、松紧度可调地装接于紧配部件的外端面；所述固定垫块设有与第一螺纹孔轴向平行的第二螺纹孔（43），固定垫块通过紧固螺钉穿接第二螺纹孔及第二导槽、松紧度可调地装接于固定垫片。

6.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：所述绕包轴杆和整形导杆为表面抛光处理的镀镍钢柱体，长度介于200mm~600mm，且所述球形旋转槽与球头表面为阻尼滑动接触。

7.根据权利要求1所述用于航空数据总线提高薄膜绕包精度的绕包杆组，其特征在于：所述过线孔的内径介于1mm~8mm，且适于绕包带缠绕的金属内导体活动穿接。

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