CN1225455A - 挤出涂层装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤出涂层装置,其结构即使在挤出单元中产生热变形时也可以适当地形成和作用一带有理想截面形式的涂层。该挤出涂层装置包括:一挤出单元,用于在加热的同时挤出热塑性树脂;一涂层单元,用于在以一预定拉力牵引的线性体周围形成来自所述挤出单元的热塑性树脂的涂层;和多种变形吸收结构,用于吸收在挤出单元中由于加热热塑性树脂而产生的变形。

Description

挤出涂层装置

本发明涉及一种用于向一线性体外周边施加一热塑性树脂涂层的装置，更具体地说，涉及一种能够精确地形成一截面形式的装置的结构。

图1是一槽杆(slotted rod)的截面图。这种槽杆B包括一杆芯A，它包括：一张紧元件1，它位于其中心；一基本涂层2，它位于张紧元件的外周边；和一涂层4(隔离层)，它位于所述杆芯A的外周边。涂层4的表面提供有沿槽杆B的纵向螺旋式延伸的槽3(用于容纳光纤的槽)。一光缆，其中光纤带束(包括多个光纤)插在每个槽3中，具有下列优良特性：它可以在容放光纤方面获得高密度，工作能力也得到提高，因为它可以进行带-带连接(ribbon by ribbon)，等等。为了使这些光纤带保持其传输特性，需要槽杆B具有高精确度。因此，如日本实用新型申请公开No.10-101211或日本专利申请公开No.61-179408介绍了一种通过树脂挤出涂层装置来制造槽杆的方法。

图2是一简图，示出了用于制造带有涂层的线性体(如槽杆B)的一传统挤出涂层装置的结构。在该图中，从一辊鼓53卷绕出来的张紧元件1通过一导向装置50a导向至一连接到一第一挤出单元10a的前端部上的一第一涂层单元20a，在这里，由胶粘剂聚乙烯制成的基本涂层2施加到其上，从而，形成圆形截面的杆芯。

当杆芯经过一冷却槽51a时，基本涂层2被固化。此后，经过冷却槽51a的杆芯A被送至连接在一第二挤出单元10b上的一第二涂层单元20b，在这里，带有螺旋槽3的隔离层4被施加到其上，从而获得槽杆B。这样获得的槽杆B被进一步引入一冷却槽51b中，以冷却和固化，然后，通过一导向装置50b和一绞盘52卷到一卷取辊54周围。

通过研究传统的挤出涂层装置，发明者发现下面问题。即，在传统的挤出涂层装置中，张紧元件1或杆芯A由导向装置50a,50b来保持，以不断地到达一预定位置。另一方面，第一涂层单元20a和第二涂层单元分别固定在它们对应的挤出单元10a和10b的前端部分上。结果，如果挤出单元10a和10b的前端部分在热膨胀的作用下沿垂直于牵引表面的一方向(Y-轴方向)，第一或第二涂层单元20a,20b的位置将会产生波动，因此第一涂层单元20a和张紧元件1的相对位置或第二涂层单元20b和杆芯A的相对位置将会改变。因此，在这样获得的杆芯A中，张紧元件1相对于基本涂层2的中心偏心，或者，杆芯A相对于隔离层4的中心不对称。当杆芯A相对于隔离层4的中心过于偏心时，那么，由于螺旋槽3底部的树脂损失可能在此底部产生隆起和凹陷，因此，就会出现由隆起和凹陷损坏插在槽3中的光纤带等问题。

另外，在传统的挤出涂层装置中，每个涂层单元是固定在其对应的挤出单元的前端部，当模具沿一个方向或相反方向的高速转动时，涂层单元的振动将会增加。

因此，本发明的一个目的是提供一挤出涂层装置，它包括可以用来克服所述问题的结构，因此，既使在挤出单元中发生热变形时，都可以以高速在一线性体(linear body)，例如一张紧元件或一杆芯(目标线性体)上形成和施加一带有一预定截面形式的涂层。

本发明的挤出涂层装置至少包括：一挤出单元，用于在加热的同时挤出热塑性树脂；和一涂层单元，其以一预定的形式，在一线性体穿过它的同时将挤出的树脂施加在此线性体的外周。挤出单元和涂层单元通过一连接管彼此连接，连接管将热塑性树脂从挤出单元引导至涂层单元。连接管具有一第一开口，与涂层单元的一树脂入口连接；和一第二开口，它位于第一开口的相对端，与挤出单元的一树脂挤出孔连接。

为了实现所述目的，本发明的挤出涂层装置还包括一变形吸收结构，用于在加热热塑性树脂时吸收挤出单元中产生的变形。

例如，变形吸收结构可以包括：一导轨，它相对于涂层单元沿一预定方向延伸；和一支座，它可以携带着挤出单元在导轨上运动。

因此，涂层单元是固定地安装在一水平基座(相对于一安装地板表面)上，所以，挤出单元可移动地置于水平基座上(通过变形吸收结构)。结果，既使在挤出单元被加热并因此而产生热变形，引起挤出单元的位置波动，也不会改变涂层单元和通过它的线性体之间的相对位置关系。因为线性体和涂层单元的相对位置一直保持不变，带有一预定形式的涂层可以施加到线性体上，而不会产生不均匀现象。另外，可以减小带有转子的涂层单元的振动。

挤出单元和涂层单元的安装位置有多种形式。例如，挤出单元可以这样设置，使线性体的输送方向和经加热的热塑性树脂的挤出方向彼此垂直。最好，此时，连接管从第一开口直接朝一第二开口延伸，同时，从第一开口至第二开口之间的侧面是连续的。

在这种结构的挤出涂层结构中，既使是在挤出单元被加热，然后，该热量被传至连接管，从而导致热变形时，该热变形被取消，因为挤出单元相对于涂层单元运动。因此，线性体和涂层单元彼此之间的相对位置一直保持不变，从而，具有一预定形式的涂层可以施加到线性体上，而不会产生厚度不均匀现象。另外，由于挤出单元和涂层单元的主体和传统装置基本相同，很容易制造。

挤出单元可以这样设置，使在线性体的输送方向和经加热的热塑性树脂的挤出方向之间形成一不小于0°但小于90°的夹角。此时，连接管在一预定位置从第一开口朝第二开口弯曲，同时，从第一开口至第二开口的侧面是连续的。

在这种结构的挤出涂层装置中，当挤出装置被加热，该热量传递给连接管时。结果，在挤出单元中主要沿其挤出方向产生热变形，在L形连接管中沿挤出方向和垂直于挤出方向的方向上也产生热变形。然而，当挤出单元在连接管的帮助下绕涂层单元运动时，这种热变形被取消。结果，线性体和涂层单元彼此之间的相对位置一直保持不变，所以，带有一预定形状的涂层可以施加到线性体上，而不会产生厚度不均现象。另外，当线性体的输送方向和挤出单元的挤出方向彼此平行时，那么，多个挤出涂层装置可以彼此相邻布置，因此，可以有效地利用地板面积。

还可以通过改变连接管的结构来实现变形吸收结构。即，包含变形吸收结构的连接管包括：一包括第一开口的第一柔性连接部分和包括第二开口的一第二柔性连接部分。

结果，既使涂层单元和挤出单元都固定安装时，它们通过一包括变形吸收结构的连接管彼此连接，因此，由于热变形而引起的挤出单元的位置波动不会影响线性体和涂层单元彼此之间的相对位置。因此，带有一优选截面形式的涂层可以施加到线性体的外周边上。

当本发明的挤出涂层装置用来制造所述槽杆时，挤出涂层装置可以在一张紧元件周围提供一基本涂层，以形成杆芯，然后在杆芯周围提供隔离层。此时，涂层单元包括一可转动模具，该模具包括一通孔，线性体穿过该通孔，可转动模具包括一从通孔内壁朝通孔中心延伸的凸起。在这种涂层单元中，当可转动模具绕线性体沿一预定方向转动或每次改变可转动模具的转动方向时，线性体经过一预定距离，在线性体的涂层表面形成一螺旋槽。这里，涂层单元中的模具没有必要绕线性体转动，也可以设置为静止的。

参考附图(提供来作为显示用，而不是作为对本发明的限制)，通过下面的详细说明，就能更好地理解本发明。

从下面的详细说明可以看出本发明的其它应用范畴。然而，必须理解的是详细说明和具体实例(用来显示本发明的实施例)仅作为显示用，因为，对那些熟悉该技术的人，通过详细说明，可以在本发明的精神和范畴内进行多种变化和修改。

图1示出了槽杆的截面结构；

图2示出了一传统挤出涂层装置的结构；

图3A至3C示出了本发明挤出涂层装置的一第一实施例的结构，其中，图3A是本发明第一实施例的挤出涂层装置的俯视图；图3B是本发明第一实施例的挤出涂层装置沿图3A中箭头V11的侧视图；图3C是本发明第一实施例的挤出涂层装置沿图3A中箭头V12的侧视图；

图4A是一截面图，示出了带有一可转动模具的涂层单元的内部结构；相应地，图4B是一平面图，示出了可转动模具的结构；

图5是一俯视图，示出了本发明挤出涂层装置的一第二实施例的结构；

图6是一截面图，示出了带有一静止模具的涂层单元的内部结构；和

图7是一俯视图，示出了本发明挤出涂层装置的一第三实施例的结构。

下面将参考图3A至4B、图5、图6和图7详细介绍本发明挤出涂层装置的实施例。在介绍各图时，相同的结构用相同的参考数字来表示，不再重复介绍。

在下面的实施例中，将介绍本发明的挤出涂层装置用于制造一槽杆(见图1)的情况。尽管挤出涂层装置、具体指用于制造槽杆的挤出涂层装置，可以在一拉伸元件的外周边形成一基本涂层和在一杆芯的外周边形成一隔离层，下面将主要介绍用于在杆芯外周边形成一隔离层的结构。

图3A至3C示出了第一实施例的挤出涂层装置的结构，其中，图3A是第一实施例的挤出涂层装置的俯视图；图3B是第一实施例的挤出涂层装置沿图3A中箭头V11的侧视图；图3C是第一实施例的挤出涂层装置沿图3A中箭头V12的侧视图。该挤出涂层装置包括一挤出单元10和一涂层单元20。挤出单元10内包括一螺杆13，用于混合热塑性树脂，同时加热它。涂层单元20引入其中经混合的热塑性树脂，在通过涂层单元的杆芯A的外周边上形成和施加一涂层4(见图1)。涂层4包括螺旋槽3，它沿杆芯A的纵向延伸，经过一预定间距的间隔以后改变它们的方向。挤出单元10和涂层单元20通过一连接管40彼此连接，经混合的热塑性树脂经过连接管40从挤出单元10到达涂层单元20。挤出单元10的挤出方向Y和被牵引的杆芯A的输送方向彼此垂直。涂层单元20在一静止桌61的帮助下固定地安装在一安装地点60上，相应地，挤出单元10可以通过置于安装地点60上的移动单元14和15(包含一变形吸收结构)移动。

下面将介绍单个元件的结构。在图3A中，马达11的转动通过一传送机构12传递给螺杆13，一未显示的加热器置于螺杆13的外周边上。在图3B和3C中，变形吸收结构中的运动单元14和15可分别沿Y和X方向运动，运动单元14和15是由固定地设置的导轨14a,15a和可在导轨14a,15a上运动的支座14b,15b形成的。

图4A是一剖面图，示出了涂层单元20的内部结构；相应地，图4B是固定在涂层单元20上的可转动模具25的平面图。涂层单元20包括：一十字头21，十字头21内包括可转动模具25；和一传送机构34，用于将马达33的转动传递给可转动模具25。十字头21包括：一圆柱形螺纹接头24，它包括一锥形前端。用于使杆芯A通过其中心轴；可转动模具25；和一圆柱形可转动框架28，它将圆柱形螺纹接头24和可转动模具25同轴地容纳在其内。可转动模具25是一盘，它包括一通孔26，用于形成线出口，并提供有朝盘中心延伸的凸起27。可转动框架28可滑动地容纳在圆柱形静止架29中，因此，可以与之同轴。圆柱形可转动框架28的中心体部分提供有多个孔30，它们沿其周向布置，用于让热塑性树脂从此通过。静止框架29上位于与孔30相一致的位置上提供有多个通孔31。通孔31通过连接管40与挤出单元10连接。可转动框架28的一端提供有一齿轮32，马达33的转动通过传送机构34传递给齿轮32。马达33沿一个方向转动，或经过一预定周期后改变其转动方向。

下面将介绍制造图1所示在隔离层4的表面上的螺旋槽3的槽杆的一种方法。通过通孔31连续挤出的热塑性树脂经过孔30和可转动框架28的内周表面与螺纹接头24的外周表面之间的间隙，从而挤到可转动模具25的孔26中。因为此时被牵引着运动的杆芯A位于可转动模25的中心部，杆芯A的外周边被涂上带有由凸起27的形式所确定的槽的隔离层。由于可转动模具通过马达33而转动，所以，所形成的槽3是螺旋式的。

下面将介绍由于热膨胀作用在挤出涂层装置中产生热变形时的操作。当挤出装置10被加热时，然后，该热量被传递给连接管40，从而导致热变形。在挤出单元10和涂层单元20之间产生的变形应力使挤出单元10沿与挤出方向Y相反的方向远离涂层单元20而移动，因为涂层单元20是静止的、而挤出单元10可以通过图3B和3C所示变形吸收结构运动。在挤出单元10中，X方向的热变形关于螺杆13的轴彼此对称，垂直方向的热变形绕杆芯A的轴中心沿周向作用，因此，实际上它们可以忽略。结果，涂层单元20的位置不受挤出单元10中所产生的热变形的影响，因此，涂层单元20和杆芯A彼此之间的相对位置保持不变，带有理想截面形式的涂层4始终被施加到一预定的位置上。

图5示出了本发明挤出涂层装置的一第二实施例的结构。这里，从图5中的箭头V21方向的侧向结构和图3B所示结构相似，而从图5中箭头V22方向的侧向结构与图3C中的结构相似，因此，第二实施例提供有与第一实施例中相似的变形吸收结构。在第二实施例中，挤出单元10的挤出方向和杆芯A的运动方向相互平行。另外，挤出单元10和涂层单元20通过弯成L形的连接管40彼此连接。

连接管40被弯曲成L形，热塑性树脂通过它从挤出单元10到达涂层单元20。挤出单元10；运动单元14,15(包括在变形吸收结构中)；涂层结构20；和静止桌61都与第一实施例相同。

下面将介绍挤出单元10和连接管40在热膨胀时的情况。在图5中，当挤出单元10被加热时，然后，连接管40由于热传导作用也被加热，因此，在挤出单元10中沿Y方向会产生热变形。因此，在挤出单元10和涂层单元20之间会产生一变形应力。然而，当挤出单元沿X和Y方向在运动单元14，15的帮助下沿涂层单元20运动时，热变形会取消，因为，挤出单元10可以通过变形吸收结构运动，而涂层单元20是静止的。因为涂层单元20的位置没有改变，涂层单元10和杆芯A彼此间相对位置保持不变，因此，带有理想截面形式的隔离层4可以始终施加到杆芯A的外周边，并且涂层单元20的可转动模具25可以高速转动。另外，挤出单元10和杆芯A的输送线平行时，那么，多个挤出涂层装置可以彼此相邻地布置在一起，因此，可以有效地利用楼层面积。

上述说明介绍了通过可转动模具25将带有螺旋形槽的隔离层4施加到杆芯A上的挤出涂层装置。这种挤出涂层装置在用图6所示静止模具替代可转动模具25时可将一圆柱形涂层施加到杆芯A上。

图6是一截面图，示出了带有一盘状静止模具25a的一涂层单元的内部结构，静止模具25a中心有一孔。在该涂层单元中，静止模具25a静止地置于一螺纹接头24的中心轴上，并容纳在一十字头21a中。杆芯A穿过螺纹接头24并通过静止模具25a的孔中心。挤出单元10挤出的热塑性树脂经过连接管40，从而通过静止模具25a以及在静止模具25a的孔和杆芯A之间的间隙而挤出，从而将一涂层(如一隔离层)施加到杆芯A的外周边。

图7是一平面图，示出了本发明挤出涂层装置的一第三实施例。挤出单元10的设置成使其挤出方向Y与通过涂层单元20的杆芯A的传输方向平行，即与线性体的传输线平行，从而挤出单元10和涂层单元20通过一连接管45彼此连接，用于将树脂从挤出单元10提供给涂层单元，同时使树脂的挤出方向弯90°。挤出单元10和涂层单元20是固定地安装的。

连接管45由三个管部件45a、45b和45c构成，它们彼此在两个连接部分45d和45e处连接。具体地说，在连接部分45d和45e，其中一个管部件的一凸连接表面与另一个管部件的一凹连接表面相连，从而彼此相邻的管部件连接起来，同时它们的管轴线之间的形成的角度可以改变。由于具有上述结构，在管部件45a和45b之间及在管部件45b和45c之间的连接部分能滑动和弯曲，从而，既使在挤出单元10中造成一轻微的热变形时，也可以吸收热形变(作为一变形吸收结构)。

因为第三实施例中的挤出涂层装置利用了重量小的连接管45的结构形式的改变，它可以吸收甚至很小的热变形，因此，可以一直保持涂层单元20和杆芯A彼此间的相对位置不变。另外，由于挤出单元10和涂层单元20是静止的，所以，挤出涂层装置的安装是稳定的。

根据本发明，如上所述，由于挤出单元的位置使其可以沿与杆芯输送线方向平行和垂直的方向运动，相应地，涂层单元是静止的，既使在挤出单元受热膨胀时，涂层单元也不会移动。结果，线性体与涂层单元彼此之间的相对位置一直保持不变，因此，具有理想截面形式的涂层可以形成和作用到线性体的外周边。

另外，在涂层单元和挤出单元静止放置且通过带有变形吸收结构的连接管彼此连续的结构中，热变形被连接管吸收，因此，涂层单元位置不会变动。结果，线性体和涂层单元彼此间相对位置一直保持不变，因此，具有理想截面形式的涂层可以形成和作用到线性体的外周边。

另外，当连接管设置成这样的结构，使其两端可以沿彼此相反的方向线管轴线转动时，涂层单元中线性体出口位置可以绕连接管的轴线转动。结果，涂层单元的线性体出口可以根据线性体的偏转方向而倾斜，因此，壁厚均匀的涂层可以形成和施加到线性体的外周边。

根据所述的本发明，很明显本发明的实施有多种变化形式。这些变化都在本发明的精神和范畴内，对于本领域的技术人员，很明显所有这些修改都在下面的权利要求所规定的本发明的范畴内。

Claims (7)

1．一种挤出涂层装置，包括：

一挤出单元，用于在加热的同时挤出热塑性树脂；

一涂层单元，位于一预定的位置，使得一个被一预定拉力牵引的线性体穿过它，从而所述热塑性树脂的一个涂层施加在所述线性体的周围；

一连接管，它具有一第一开口，与所述涂层单元的一树脂入口连接；和一第二开口，它与所述第一开口相对，并与所述挤出单元的一个树脂挤出孔连接；和

一变形吸收结构，用于吸收所述挤出单元中由于加热所述热塑性树脂而产生的变形。

2．根据权利要求1所述的装置，其中，所述变形吸收结构包括一用于使所述挤出单元可相对于所述涂层单元移动的结构。

3．如权利要求2所述的装置，其中，所述变形吸收结构包括：一导轨，它相对于所述涂层单元沿一预定方向延伸；和一支座，它可以携带所述挤出单元在所述导轨上运动。

4．如权利要求3所述的装置，其中，所述挤出单元使所述线性体的一输送方向和所述经加热的热塑性树脂的一挤出方向彼此垂直，和

其中，所述连接管具有从所述第一开口朝所述第二开口直接延伸的形式。

5．如权利要求3所述的装置，其中，所述挤出单元使所述线性体的输送线方向和所述经加热的热塑性树脂的挤出方向之间形成的夹角不小于0°但小于90°，和

其中，所述连接管具有这样的形式，在其预定部分从所述第一开口朝所述第二开口弯曲。

6．如权利要求1所述的装置，其中，所述变形吸收结构包括所述连接管，该连接管在处于所述第一开口和所述第二开口之间，在其预定位置包括：一第一柔性连接部分和一第二柔性连接部分。

7．如权利要求1所述的装置，其中，所述涂层单元包括一可转动模具，此可转动模具具有一通孔，所述线性体穿过所述通孔，所述可转动模具具有一个或多个从限定所述通孔的内壁朝所述通孔中心延伸的凸起。

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