FI87404C - Anordning foer vaexelriktningstvinning och foerfarande vid tvinning och vaexelriktningstvinning - Google Patents

Description

1 874 04

Vaihtosuuntakertauslaite ja menetelmä kertauksen ja vaihto-suuntakertauksen yhteydessä

Keksinnön kohteena on vaihtosuuntakertauslaite joh-5 dinten, kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen tai vastaavien valmistamista varten, joka laite käsittää kiinteän jakovälineen, joka on sovitettu kerrattavien johdinten sisääntulopäähän, eri suuntiin pyörivän kiertämisvälineen, joka on sovitettu kerrattavien johdinten 10 ulostulopäähän ja jakovälineen ja kiertämisvälineen välille sovitetut, pituusakselinsa ympäri jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävät kehäputket, jotka ympäröivät perife-risesti keskusputkea, jolloin keskusputki ja kehäputket ovat ainakin johdinten kiertämisvaiheen aikana vastakkain 15 ja jolloin kerrattavat johtimet on sovitettu kulkemaan ainakin kehäputkien läpi. Keksinnön kohteena on lisäksi menetelmä vaihtosuuntakertauksen yhteydessä, joka käsittää johdinten, kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen ja vastaavien vetämisen jakovälineestä suukap-20 paleeseen tai vastaavaan keskusputkea periferisesti ympäröivien ja keskusputken ympärille jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävien kehäputkien läpi, sekä myös menetelmä optisten kuitujen kertauksen yhteydessä, joka käsittää kuitujen syöttämisen jakovälineestä suukappaleeseen tai 25 vastaavaan keskusputkea periferisesti ympäröivien kehäputkien läpi, urilla varustetun runkokappaleen siirtämisen keskusputken läpi ja kuitujen ohjaamisen kehäputkien avulla runkokappaleessa oleviin uriin.

Edellä esitettyjä laitteita ja menetelmiä tunnetaan . ·. 30 esimerkiksi kaapeliteollisuudessa hyvin monenlaisia. Esimerkkinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita FI-patenttijulkaisussa 78576 esitetty laite ja menetelmä. FI-patenttijulkaisussa 78576 esitetty ratkaisu toimii useimmissa tilanteissa täysin moitteettomasti. Joissain tilan-35 teissä on kuitenkin havaittu, että johdinten ja kehäputkien 2 «74Γ.4 sisäpintojen väliset kitkaominaisuudet eivät ole parhaat mahdolliset. Lisäksi nimenomaan optisilla kaapeleilla on esiintynyt kaapeleiden taivutusten ja kaapelin lämpölaajenemisen yhteydessä ongelmia, joista on ollut seurauksena 5 kaapelin vaimennuksen kasvu.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan laite ja menetelmä, joiden avulla aiemmin tunnettujen ratkaisujen epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän on päästy keksinnön avulla. Keksinnön mukainen laite on tunnettu siitä, että 10 kehäputkien sisääntulopäihin on sovitettu välineet paineisen väliaineen syöttämiseksi kehäputkeen värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputken läpi kulkevaan johtimeen, jolloin johdin pysyy olennaisesti irti kehäputken sisäpinnasta kehäputken läpi kulkiessaan. Keksinnön mukainen menetelmä 15 on puolestaan tunnettu siitä, että kehäputkien sisäänme-nopäistä syötetään johdinten vetämisen aikana paineväliai-netta kehäputkien sisään värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputkessa kulkevaan johtimeen, jolloin johdin pysyy olennaisesti irti kehäputken sisäpinnasta. Optisten kuitu-20 jen kertaamiseen liittyvä menetelmä on puolestaan tunnettu siitä, että kehäputkien sisäänmenopäistä syötetään kuitujen ajon aikana paineväliainetta kehäputkien sisään värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputkessa kulkevaan kuituun, jolloin kuidun etenemisnopeus kehäputkessa kasvaa suuremmaksi 25 kuin runkokappaleen siirtonopeus ja runkokappaleen kuhunkin uraan syötetään uran pituutta suurempi määrä kuitua.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että johdinten, ts. kuitujen, lankojen yms. veto jännitykset pysyvät pieninä ja tasaisina koko suunnanvaihtovälin. Etuna on lisäksi se, 30 että suunnanvaihtovälit saadaan pidemmiksi kuin aiemmin tunnetulla tekniikalla. Valokuitujen kertauksessa on olennaisena etuna se, että esimerkiksi runkokappaleen v-uraan saadaan enemmän kuitua, mitä v-uran sz-tai helical muoto edellyttää. Helical-kertauksessa kehäputket toimivat ohjai-35 minä ja sz-kertauksessa putket kiertyvät pakko-ohjattuna v- 3 87*104 uran mukana. Keksinnön etuna on edelleen sen yksinkertaisuus, josta johtuen keksinnön käyttöönotto ja käyttö muodostuu edulliseksi.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa ohei-5 sessa piirustuksessa esitettyjen eräiden edullisten suori-tusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena sivukuvantona keksinnön mukaisen laitteen ensimmäistä toteutusmuotoa, kuvio 2 esittää periaatteellisena sivukuvantona 10 keksinnön mukaisen laitteen toista toteutusmuotoa ja kuvio 3 esittää periaatteellisena sivukuvantona kuvioiden 1 ja 2 mukaisten laitteiden erästä yksityiskohtaa .

Kuvioissa 1 ja 2 on esitetty keksinnön mukaisen 15 laitteen kaksi edullista suoritusmuotoa. Kuvioiden suoritusmuotoihin kuuluu lähtökeloilta 1 vedettävien ja ko.

laitteella kerrattavien johdinten 2, 12 sisääntulopäähän sovitettu kiinteä jakoväline 3, 13, ulostulopäähän sovitettu kiertämisväline 4, 14, ja jako- ja kiertämisvälineen 20 välille sovitetut, pituusakselinsa ympäri jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävä keskeinen keskusputki 5, 15 sekä jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävät kehä-putket 6, 16, jotka ympäröivät periferisesti keskusputkea 5, 15. Keskusputki 5, 15 ja kehäputket 6, 16 ovat ainakin 25 johdinten kiertämisvaiheen aikana vastakkain ja johtimet 2, 12 on sovitettu kulkemaan keskusputken 5, 15 ja kehäputkien 6, 16 läpi. Termillä johdin tarkoitetaan tässä yhteydessä lankoja, osajohtoja, johdinryhmiä, nelikierteitä, valokui-tuja ja muita vastaavia elementtejä.

30 Valmistettaessa vaihtosuuntakerrattua tuotetta ku vioiden 1 ja 2 mukaisella laitteella vedetään kerrattavat johtimet 2, 12 ja mahdollinen sydänelementti 7, 17 jakovä-lineen 3, 13 kautta kehäputkien 6, 16 ja keskusputken 5, 15 sisään ja edelleen kiertämisvälineen 4, 14 kautta ulos 35 esimerkiksi johdinten kulkusuunnassa kiertämisvälineen 4 8 7 4 G 4 jälkeen sovitettuun suukappaleeseen 8, jossa on kapeneva aukko, jossa kerratut johtimet ja sydänelementti painautuvat tiiviisti toisiaan vasten muodostaen vaihtosuuntakerra-tun tuotteen 9, 19. Suukappale 8 ei ole välttämätön yksi-5 tyiskohta. Tuote 9, 19 voidaan tarvittaessa vielä sitoa purkautumisen estämiseksi. Sitomiseen voidaan käyttää mitä tahansa tavanomaista kehruulaitetta tai jotain muuta vastaavaa laitetta.

Jako- ja kiertämisväline voivat olla esimerkiksi 10 reikälevyjä, joissa kummassakin on keskeinen poraus keskus-putkea 5, 15 ja keskusputken läpi vedettävää sydänelement-tiä 7, 17 varten ja useita kehämäisestä ja tasavälein toistensa suhteen sekä radiaalisuunnassa keskeisestä porauksesta erillään olevia porauksia kehäputkia 6, 16 ja kehäput-15 kien läpi vedettäviä, kerrattavia johtimia 2, 12 varten. Johdinten sisääntulopäässä oleva kiinteä jakoväline 3, 13 on sovitettu kiinteästi vaihtosuuntakertauslaitteen kanna-tinrakenteeseen ja ulostulopäässä oleva kiertämisväline 4, 14 on laakeroitu vaihtosuuntakertauslaitteen kannatinraken-20 teeseen. Kiertämisväline 4, 14 on varustettu omalla pyöri-tyskäytöllä, edullisesti ketju-, hammaspyörä- tai hammas-hihnavälitteisellä sähkömoottorilla, jonka pyörimisnopeus-säätö ja suunnanvaihtoautomatiikka on toteutettavissa varsin yksinkertaisella tavalla.

25 Kehäputket 6, 16 voidaan muodostaa ohuista, vääntö- elastisesta materiaalista valmistetuista putkista, jotka kiinnitetään sekä jakovälineessä 3, 13, että kiertämisväli-neessä 4, 14 oleviin porauksiin niin, että putket muodosta-- vat putkivaipan keskusputken 5, 15 ympärille. Kehäputket 30 voidaan valmistaa esimerkiksi polyamidista tai polytetra-fluorietyleenistä.

Kerrattavien johdinten 2, 12 kiertämisvaiheen aikana kehäputket 6, 16 kiertyvät kiertämisvälineen 4, 14 pyörimisliikkeen seurauksena kesusputken 5, 15 ulkopinnalle.

35 Kehäputkien kiertymisestä aiheutuvan kasvavan vetojännityk- ^ 8 / 4 u 4 sen kompensoimiseksi kehäputkien päät on kiinnitetty ainakin jakovälineen 3, 13 porauksiin aksiaalisuunnassa joustavalla tavalla. Lisäksi on edullista sitoa kehäputket elastisesta toisiinsa, jolloin keskipakovoimasta aiheutuvat 5 haitat eliminoituvat. Kehäputkiin liittyviä rakentellisia yksityiskohtia on kuvattu esimerkiksi FI-patenttijulkaisussa 78576.

Kuvion 1 sovellutusmuodossa keskusputken 5 johdinten sisääntulon puoleinen pää on sovitettu kiinteän jakoväli-10 neen 3 keskeiseen poraukseen jakovälineen suhteen pyöriväksi osaksi ja varustettu aksiaalista kuormitusta kestävällä laakeroinnilla 10. Johdinten ulostulon puoleinen pää on puolestaan kiinnitetty jäykästi kiertämisvälineen 4 keskeiseen poraukseen. Tässä sovellutusmuodossa keskusputken 5 ja 15 kehäputkien 6 pyörimis- ja kiertoliikkeet on synnytetty kiertämisvälineen 4 avulla.

Kuvion 2 sovellutusmuodossa keskusputki 15 on sovitettu pyörivästi sekä kiinteään jakovälineeseen 13, että pyörivään kiertämisvälineeseen 14 ja laakeroitu näiden 20 suhteen vapaasti pyöriväksi osaksi. Laakerointi on toteutettu laakereiden 20 ja 21 avulla. Tässä sovellutusmuodossa on sekä keskusputkella että kehäputkella oma pyöritysko-neistonsa, joilla keskusputken ja kehäputkien pyörimisliikkeet saadaan aikaan.

'25 Keskusputki voidaan valmistaa esimerkiksi teräkses tä, mutta on huomattava, että teräs ei ole ainoa mahdollinen materiaali, sillä keskusputki voi olla myös muovimateriaalista valmistettu vääntöelastinen torsioputki.

Keskusputkien rakennetta ja toimintaa on kuvattu 30 esimerkiksi FI-patenttijulkaisussa 78576. Edellä mainitussa FI-patenttijulkaisussa on esitetty muutenkin vaihtosuunta-kertauslaitteisiin liittyvää tekniikkaa, joten tässä yhteydessä viitataan tekniikan tasona ko.julkaisuun.

Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen laitteen 35 eräs olennainen yksityiskohta suurennetussa mittakaavassa.

6 87404

Kuvion 3 mukainen yksityiskohta voi sijaita esimerkiksi kuvion 1 tai 2 mukaisen laitteen kehäputkien sisääntulo-päissä. Kuviossa 3 ko. yksityiskohta on esitetty kuvioon 1 viitaten, ts. rakenne on yhdistetty kuvion 1 mukaisen lait-5 teen kehäputkiin 6.

Keksinnön olennaisen idean mukaan kehäputkien 6, 16 sisään syötetään johdinten 2, 12 vetämisen aikana painevä-liainetta. Paineväliaineen syötön tarkoituksena on synnyttää kehäputken läpi kulkevaan johtimeen värähtely, jolloin 10 johdin pysyy olennaisesti irti kehäputken sisäpinnasta kehäputken läpi kulkiessaan. Edellä esitetty seikka voidaan toteuttaa kuvion 3 mukaisen rakenneyksityiskohdan avulla. Keksinnön ansiosta kitka kehäputkien ja johdinten välillä pienenee olennaisesti, sillä johdin on suurimman osan läpi-15 menoajastaan irti kehäputken seinämistä. Patenttivaatimuk sissa käytetty termi olennaisesti irti kehäputken sisäpinnasta täytyykin ymmärtää nimenomaan tältä pohjalta, ts. johdin koskettaa ainoastaan hetkellisesti putken muutamissa kohdissa putken sisäpintaan putken läpi kulkiessaan. 20 Optisten kuitujen yhteydessä keksinnön avulla aikaansaadaan pituusylimäärän saaminen kaapelin runkokappaleen uraan.

Kuten kuviosta 3 tulee esille kehäputkien 6 sisään-tulopäihin on sovitettu välineet 22 paineväliaineen syöttämiseksi kehäputken sisään. Välineet 22 käsittävät runko-' - ' 25 osan 23 ja syöttöputken 24 ja liitinosat 25, 26, joiden avulla syöttöputki on liitetty runko-osaan ja runko-osa vastaavasti kehäputkeen. Viitenumeron 27 avulla on esitetty säätökärki, jonka avulla johdin 2 johdetaan runko-osan sisään, josta johdin kulkee edelleen kehäputken sisään 30 kuten kuviossa 3 on esitetty. Säätökärjellä säädetään virtaus samaksi eri suuttimien välillä. Paineväliaineen syöt-tösuunta on esitetty kuviossa 3 nuolen N avulla ja johtimen 2 liikesuunta vastaavasti nuolen K avulla.

Valmistettaessa vaihtosuuntakerrattua tuotetta kuvi-35 on 1 tai 2 mukaisella laitteella syötetään keksinnön mukai- 7 87404 sesti johdinten vetämisen aikana kuvion 3 mukaisella järjestelyllä paineväliainetta kehäputkien sisään, jolloin johtimeen syntyvä värähtely vähentää putken seinämän ja johtimen välistä kitkaa, koska johdin pysyy olennaisesti 5 irti putken seinämästä.

Kuten kuviosta 3 voidaan nähdä paineväliaine syötetään runko-osan sisään muodostettuun laajennuskammioon 28. Laajennuskammio 28 on muodostettu virtauksen kannalta edulliseksi tilaksi. Paineväliaine syötetään laajennuskammioon 10 edullisesti niin, että paineväliaine saadaan kehäputken pituusakselin ympäri pyörivään liikkeeseen, jolloin paine-väliaine virtaa kehäputkeen olennaisesti tangentiaalisessa suunnassa.

Paineväliaineena voidaan käyttää mitä tahansa sopi-15 vaa ainetta, esimerkiksi paineilmaa. On kuitenkin huomattava, että kitkaa saadaan pienennettyä myös kehäputkia jäähdyttämällä. Tällöin voidaan painevällaineena käyttää erilaisia nestemäisiä kaasuja, joiden annetaan höyrystyä laajennuskammiossa, jolloin se jäähdyttää esimerkiksi valo-20 kuitua. Em. seikalla voi olla merkitystä esimerkiksi tande-moidussa linjassa.

Paineväliaineen tilavuusvirtausta muuttamalla voidaan eliminoida kehäputkien kiertymisestä aiheutuva kitkan lisäys ts. johtimien vetovoima pysyy vakiona suurillakin 25 vääntöelastisten kehäputkien kiertymäkulmilla. Riittävällä tilavuusvirtauksella saadaan esimerkiksi valokuidut liikkumaan kehäputkessa linjan suuntaisesti käyttämättä vetolai-tetta apuna. Paineväliaineen tilavuusvirtauksen muuttaminen voidaan toteuttaa esimerkiksi niin, että paineväliaine 30 syötetään kehäputkiin jatkuvana tilavuusvirtauksena, jonka suuruus kasvaa kehäputkien kiertymiskulman kasvaessa. Toisena mahdollisuutena on esimerkiksi se, että paineväliaine syötetään kehäputkiin sykkivänä tilavuusvirtauksena, jonka sykintätaajuus kasvaa kehäputkien kiertymiskulman kasvaes-35 sa.

8 β 7 4 C4

Optisten kaapeleiden yhteydessä käytetään urilla varustettua runkokappaletta, jonka uriin optiset kuidut johdetaan. Esimerkkinä tällaisesta tekniikasta voidaan mainita US-patenttijulkaisu 4154049. Runkokappale ohjataan 5 kulkemaan keskusputken läpi ja kuidut kierretään runkokap-paleen ympärille kehäputkien avulla. Kuvion 2 tilanteessa voitaisiin esimerkiksi ajatella, että runkokappale on merkitty viitenumerolla 17. Kuidut ohjataan runkokappaleen pinnassa oleviin uriin kiertämisvälineen ohi, uriin asti 10 jatkuvien putkien avulla. Olennaista optisten kuitujen yhteydessä on se, että kehäputkien sisäänmenopäistä syötetään kuitujen ajon aikana paineväliainetta kehäputkien sisään värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputkessa kulkevaan kuituun. Tällöin kuidun etenemisnopeus kehäputkessa 15 nousee suuremmaksi kuin runkokappaleen siirtonopeus ja runkokappaleen kuhunkin uraan syötetään uran pituutta suurempi määrä kuitua. Tässä yhteydessä on huomattava, että termillä uran pituutta suurempi määrä kuitua tarkoitetaan sitä, että uraan saadaan pituusmitaltaan suurempi määrä 20 kuitua mitä uran pituus, uran muoto, esimerkiksi sz- tai helical muoto edellyttää. Em. pituusylimäärän ansiosta kuitujen jännitykset eivät olennaisesti muutu kuormituksen tai käyttölämpötilan muutosten aikana, jolloin kuitujen jännityksen noususta aiheutuvat ongelmat eliminoituvat.

; 25 Kuitujen etenemisnopeutta kehäputkissa voidaan säätää esimerkiksi säätämällä paineväliaineen virtausnopeutta kehä-putkissa.

Edellä esitettyjä suoritusesimerkkejä ei ole miten-.··. kään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä - 30 voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näinollen on selvää, että keksinnön mukaisen laitteen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty. Esimerkiksi laajennuskammio, runko-osa, liittimet jne. voidaan muo-35 töillä täysin vapaasti kulloisenkin tilanteen mukaan.

Claims (8)

9 87404

1. Vaihtosuuntakertauslaite johdinten (2,12), kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen ja vas-5 taavien vaihtosuuntakertaamiseksi kaapelien tai vastaavien valmistamista varten, joka laite käsittää kiinteän jako-välineen (3,13), joka on sovitettu kerrattavien johdinten sisääntulopäähän, eri suuntiin pyörivän kiertämisvälineen (4.14) , joka on sovitettu kerrattavien johdinten ulostulo-10 päähän ja jakovälineen (3;13) ja kiertämisvälineen (4,14) välille sovitetut, pituusakselinsa ympäri jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävän keskeisen keskusputken (5.15) ja jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävät kehäputket (6,16), jotka ympäröivät periferisesti keskus- 15 putkea, jolloin keskusputki (5,15) ja kehäputket (6,16) ovat ainakin johdinten kiertämisvaiheen aikana vastakkain ja jolloin kerrattavat johtimet on sovitettu kulkemaan ainakin kehäputkien läpi, tunnettu siitä, että kehä-putkien (6,16) sisääntulopäihin on sovitettu välineet (22, 20 23,24,25,26) paineisen väliaineen syöttämiseksi kehäputkeen (6.16) värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputken läpi kulkevaan johtimeen (2,12), jolloin johdin pysyy olennaisesti irti kehäputken (6,16) sisäpinnasta kehäputken läpi kulkiessaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntaker tauslaite, tunnettu siitä, että välineet paineisen väliaineen syöttämiseksi kehäputkiin (6,16) käsittävät putkiyhteet (24), jotka on sovitettu suuntaamaan paineväli-aine tangentiaalisesti ko. kehäputken sisäpinnalle.

3. Menetelmä vaihtosuuntakertauksen yhteydessä, joka käsittää johdinten (2,12), kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen ja vastaavien vetämisen jakovä-lineestä (3,13) suukappaleeseen tai vastaavaan keskusputkea (5,15) periferisesti ympäröivien ja keskusputken ympärille 35 jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävien kehäputkien 10 8 7 4 G 4 (6.16) läpi, tunnnettu siitä, että kehäputkien (6.16) sisäänmenopäistä syötetään johdinten vetämisen aikana paineväliainetta kehäputkien (6,16) sisään värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputkessa kulkevaan johtimeen (2, 5 12), jolloin johdin (2,12) pysyy olennaisesti irti kehäput- ken sisäpinnasta.

4. Menetelmä optisten kuitujen kertauksen yhteydessä, joka käsittää kuitujen syöttämisen jakovälineestä (3, 13. suukappaleeseen tai vastaavaan keskusputkea (5,15) 10 periferisesti ympäröivien kehäputkien (6,16) läpi, urilla varustetun runkokappaleen siirtämisen keskusputken läpi ja kuitujen ohjaamisen kehäputkien avulla runkokappaleessa oleviin uriin, tunnettu siitä, että kehäputkien (6.16) sisäänmenopäistä syötetään kuitujen ajon aikana 15 paineväliainetta kehäputkien (6,16) sisään värähtelyn aikaansaamiseksi ko. kehäputkessa kulkevaan kuituun, jolloin kuidun etenemisnopeus kehäputkessa kasvaa suuremmaksi kuin runkokappaleen siirtonopeus ja runkokappaleen kuhunkin uraan syötetään uran pituutta suurempi määrä kuitua.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuitujen etenemisnopeutta säädetään säätämällä paineväliaineen virtausnopeutta kehäput-kissa.

6. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että paineväliaine syötetään tangen- tiaalisesti kehäputkien (6,16) sisään.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paineväliaine syötetään kehäputkiin (6,16) jatkuvana tilavuusvirtauksena, 30 jonka suuruus kasvaa kehäputkien kiertymiskulman kasvaessa.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että paineväliaine syötetään kehäputkiin (6,16) sykkivänä tilavuusvirtauksena, jonka sykintätaajuus kasvaa kehäputkien kiertymiskulman 35 kasvaessa. 11 87404