FI89422C - Anordning foer vaexelriktningstvinning - Google Patents

Description

1 89422

Vaihtosuuntakertauslaite

Vaihtosuuntakertauslaite johdinten, kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen ja vastaavien 5 vaihtosuuntakertaamiseksi kaapeleiden tai vastaavien valmistamista varten, joka laite käsittää kiinteän jakoväli-neen, joka on sovitettu kerrattavien johdinten sisääntulo-päähän, eri suuntiin pyörivän kiertämisvälineen, joka on sovitettu kerrattavien johdinten ulostulopäähän ja jakovä-10 lineen ja kiertämisvälineen välille sovitetut, pituusakselinsa ympäri jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävän keskeisen keskuselementin ja jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävät kehäputket, jotka ympäröivät periferises-ti keskuselementtiä, jolloin keskuselementti ja kehäputket 15 ovat ainakin johdinten kiertämisvaiheen aikana vastakkain ja jolloin kerrattavat johtimet on sovitettu kulkemaan ainakin kehäputkien läpi.

Edellä esitettyjä laitteita tunnetaan esimerkiksi kaapeliteollisuudessa hyvin monenlaisia. Esimerkkinä alalla 20 tunnetuista laitteista voidaan mainita US-patenttijulkai-sussa 4 974 408 esitetty laite. Edellä mainitussa US-pa-tenttijulkaisussa esitetty laite toimii useimmissa tilanteissa täysin moitteettomasti. Joissakin tilanteissa toiminta ei kuitenkaan ole aivan paras mahdollinen. Käytännös-25 sä on esimerkiksi havaittu, että suurilla putkipaketin pyörimisnopeuksilla keskipakovoima aiheuttaa kehäputkien siirtymistä säteittäissuunnassa ulospäin kehäputkien sitomattomalla osalla. Em. tunnetussa ratkaisussa on kehäputket sidottu käyttämällä välimatkan päässä toisistaan olevia elas-30 tisia renkaita, joiden puristusvoima vaikuttaa vain putkien tietyllä pituusalueella. Putkipaketin aksiaalisuuntainen kiristysvoima ja elastisten renkaiden etäisyys toisistaan määräävät yhdessä maksimaalisen pyörimisnopeuden. Em. nopeuden ylittämisestä seuraa, että keskipakovoiman vaikutuk-35 sesta ulospäin pullistuvat ulkokehäputket siirtävät elasti- 2 S9422 siä renkaita aksiaalisuunnassa, joten tällä mekanismilla häiriö vahvistaa itseään. Myös keskiputkella on taipumus tulla kehäputkien välistä ulos, jos se on venynyt ulkokehä-putkia enemmän. Toisena ongelmana on viruminen, joka aiheu-5 tuu putkien materiaalina käytettyjen muovien ominaisuuksista. Viruminen on putkipaketin käyttöönoton alkuvaiheessa hyvin voimakasta ja se aiheuttaa putkipaketin lyhentämisen useaan otteeseen. Myöhemmin viruminen pienenee, mutta ei lopu. Virumisesta johtuen putkipaketin maksimipituus on ra-10 joitettu, mikä puolestaan rajoittaa suunnanvaihtokohtien maksimietäisyyttä toisistaan. Kolmantena ongelmana voidaan mainita se, että käytetystä materiaalista johtuen ei voida käyttää haluttua aksiaalisuuntaista kiristysvoimaa. Em. seikka näkyy putkipaketin riippumana, joka vuorostaan ai-15 heuttaa ei-toivotun kieppumisen (whirling). Kokemuksesta tiedetään ison putkipaketin riippuman kasvattavan putken ja johtimen välistä kitkakerrointa. Parhaiten putkimateriaa-leiksi soveltuvilla muoveilla on tyypillisesti suuret kit-kakertoimet ja huonot mekaaniset kestävyysarvot. Aiemmin 20 tunnetuissa ratkaisuissa nimenomaan putken ja johtimen välinen kitkakerroin vaikuttaa merkittävimpänä tekijänä samaan suuntaan saatavien nousujen lukumäärään. Tavoitteena on saada aikaan mahdollisimman paljon nousuja samaan suuntaan, koska sillä saadaan suunnanvaihtokohdat kauaksi toi-25 sistaan ja se vuorostaan parantaa telekaapelin sähköisiä arvoj a.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan vaihtosuun-takertauslaite, jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat pystytään eliminoimaan. Tähän on päästy keksinnön 30 mukaisen vaihtosuuntakertauslaitteen avulla, joka on tunnettu siitä, että kehäputket on yhdistetty olennaisesti koko pituudeltaan keskuselementtiin olennaisesti säteittäi-sen osan avulla.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että putkien 35 säteensuuntainen yhteys keskuselementtiin sallii huomatta- 3 39422 van suuret kiertopään/putkipaketin pyörimisnopeudet. Hyvin suuret ryhmäys- ja kertausnopeudet ovat mahdollisia pienilläkin nousujen arvoilla. Yleisesti ottaen voidaan todeta, että keksinnön ansiosta putkipaketti ei enää rajoita pyöri-5 misnopeutta, vaan rajoittavana tekijänä on moottori. Keksinnön mukainen putkipaketin rakenne on aiempaa turvallisempi ja kestävämpi. Keskuselementti ei missään vaiheessa pääse työntymään kehäputkien välistä ulos. Keksinnön mukaisessa rakenteessa putkipaketti pysyy alkuperäisessä pituus-10 mitassaan koko käyttöikänsä. Putkipaketin aksiaalisuuntai-nen kiristysvoima saadaan nostettua moninkertaiseksi, jolloin kieppuminen saadaan estettyä tehokkaalla tavalla. Putken ja johtimen välille saadaan aikaan aiempaa pienempi kitka, koska kokemuksesta tiedetään, että mitä pienempi 15 riippuma sitä pienempi kitka. Näin ollen putkipaketin pituudesta ei tule rajoittavaa tekijää. Etuna on edelleen se, että keksinnön avulla voidaan käyttää rajoituksetta erilaisia ja jatkuvasti vaihtelevia kiertopään pyörimisnopeusajo-profiileja. Kiertopäälle ja putkipaketille on tyypillistä 20 hyvin suuret ja jatkuvasti suuntaa vaihtavat pyörimisnopeudet. Pieni kitka putken ja johtimen välillä lisää putkipaketin kierroksia samaan suuntaan. Vaativista kaapeleista saadaan laadullisesti aiempaa parempia. Ryhmäys- tai ker-tausprosessista ei tule johtimeen epäedullisesti vaikutta-25 via voimia tai muokkausta, joka esimerkiksi venyttäisi johdinta.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen edullisten sovellutusesimerkkien avulla, jolloin 30 kuvio 1 esittää periaatteellisena sivukuvantona kek sinnön mukaista vaihtosuuntakertauslaitetta, kuvio 2 esittää aksiaalisuuntaisena kuvantona kuvion 1 mukaisessa laitteessa käytettyä putkipakettia ja kuviot 3-6 esittävät keksinnön mukaisen laitteen 35 vaihtoehtoisia putkipaketteja aksiaalisuunnassa nähtyinä 4 89422 kuvantöinä.

Kuviossa 1 on periaatteellisesti esitetty keksinnön mukainen vaihtosuuntakertauslaite. Viitenumeron 1 avulla kuvioon 1 on merkitty kerrattavat johtimet ja viitenumeron 5 2 avulla johdinten 1 sisääntulopäähän sovitettu kiinteä ja- koväline. Viitenumeron 3 avulla on kuvioon 1 puolestaan merkitty kerrattavien johdinten 1 ulostulopäähän sovitettu eri suuntiin pyörivä kiertämisväline. Viitenumeron 4 avulla on yleisesti merkitty putkipaketti, joka koostuu keskusele-10 mentistä 5 ja sitä periferisesti ympäröivistä kehäputkista 6. Keskuselementti 5 ja kehäputket 6 ovat ainakin johdinten kiertämisvaiheen aikana vastakkain.

Termillä johdin tarkoitetaan tässä yhteydessä lankoja, osajohtoja, johdinryhmiä, nelikierteitä, valokuituja ja 15 muita vastaavia elementtejä. Kiinteä jakoväline 2 ja pyörivä kiertämisväline voivat olla esimerkiksi reikälevyjä.

Keksinnön olennaisen seikan mukaisesti kehäputket 6 on yhdistetty olennaisesti koko pituudeltaan kiinteästi keskuselementtiin 5 olennaisesti säteittäisen osan avulla. 20 Em. rakenne näkyy erityisen selvästi kuviossa 2, jossa putkipaketti 4 on kuvattu aksiaalisuunnassa nähtynä kuvantona.

Termi kehäputki on käsitettävä tässä yhteydessä hyvin väljästi, toisin sanoen ko. termiä ei ole rajoitettu yksinomaan poikkileikkaukseltaan ympyränmuotoiseen putkeen, 25 vaan muunlaisetkin muodot ovat mahdollisia. Kuvioissa 3 -6 on esitetty erilaisia mahdollisia vaihtoehtoja putkipake-teille. Kuviossa 3 putkipakettia on merkitty yleisesti viitenumerolla 14, keskuselementtiä viitenumerolla 15 ja kehä-putkia viitenumerolla 16. Kuviossa 4 putkipakettia on mer-30 kitty yleisesti viitenumerolla 24, keskuselementtiä viitenumerolla 25 ja kehäputkia viitenumerolla 26. Kuviossa 5 putkipakettia on merkitty yleisesti viitenumerolla 34, keskuselementtiä viitenumerolla 35 ja kehäputkia viitenumerolla 36. Kuviossa 6 putkipakettia on merkitty yleisesti vii-35 tenumerolla 44, keskuselementtiä viitenumerolla 45 ja kehä- 5 89422 putkia viitenumerolla 46. Kuvioiden 4-6 suoritusmuodoissa kehäputkien poikkileikkaus on olennaisesti ympyränsektorin muotoinen. Kaikissa suoritusmuodoissa on kehäputket sovi-. tettu säteensuuntaisten kannasten avulla kiinteästi keskus- 5 elementtiin. Kehäputkien vierekkäiset sivut ovat kaikissa suoritusmuodoissa irti toisistaan ja tämä sallii putkien kiertymisen ja liikkumisen toistensa suhteen. Samalla put-kipaketin kiertämiseen tarvittava vääntömomentti pysyy kohtuullisena suurillakin putkipaketeilla. On nimittäin huo-10 mättävä, että kehäputkien lukumäärää ei ole rajoitettu kuvioiden esittämään neljään kehäputkeen, vaan kehäputkien lukumäärä voidaan valita kulloisenkin tarpeen mukaan. Kes-kuselementti voi myös olla putki tai umpinainen rakenne, esimerkiksi kuvion 2 sovellutuksessa keskuselementti on um-15 pinainen ja kuvion 3 sovellutuksessa vastaavasti putki.

Keskuselementtiin ja/tai kehäputkien seinämiin voidaan valmistusvaiheessa sovittaa lankoja tai kuituja. Langat tai kuidut on esitetty kuvioissa viitenumerolla 7. Langat tai kuidut voivat olla suoria, ts. aksiaalisuuntaisia, 20 kiertää vastakkaisiin noususuuntiin tai olla sovitettuna verkkomaisesti. Lankojen tai kuitujen tehtävänä on ottaa vastaan aksiaalisuuntaiset kuormitukset ja estää putkipake-tin viruminen. Langat tai kuidut vaikuttavat myös aiemmin mainittuun kieppumiseen, sillä mitä suuremmalla voimalla 25 putkipaketti saadaan kiristettyä aksiaalisuunnassa, sitä tehokkaammin kieppuminen saadaan estettyä. Erilliset langat tai kuidut voivat olla esimerkiksi hiili-, aramidi-, boori-tai teräskuituja. Keskuselementissä ja kehäputkissa voidaan käyttää samoja kuituja tai lankoja. Keskuselementissä voi-30 daan käyttää lisäksi myös tankoa, vaijeria jne.

Toisena mahdollisuutena on käyttää putkipaketin valmistuksessa kuitulujitteista muovimateriaalia.

Putkipaketin putket voidaan valmistaa myös kahdesta erilaisesta materiaalista, ts. ulkopinta mekaanisesti kes-35 tävästä materiaalista ja sisäpinta hyvin pienikitkaisesta 6 89422 materiaalista. Näin saadaan johdinten ja kehäputkien sisäpinnan välinen kitka minimoitua, jolloin kaapeleista saadaan laadullisesti parempia. Kahdesta erilaisesta materiaalista muodostettuja putkipaketteja on esitetty kuvioissa 2, 5 5 ja 6. Em. kuvioissa pienikitkainen materiaali on esitetty viitenumerolla 8. Ko. materiaali voi olla esimerkiksi PTFE: tä, joka ei huonojen mekaanisten ominaisuuksiensa takia sovellu yksinään putkipaketin materiaaliksi. Toisena materiaalina voi olla esimerkiksi PA-muovi. On luonnollisesti 10 myös mahdollista käyttää useampaa kuin kahta erilaista materiaalia putkipaketin valmistukseen.

Valmistettaessa vaihtosuuntakerrattua tuotetta kuvion 1 mukaisella laitteella vedetään kerrattavat johtimet 1 jakovälineen 2 kautta kehäputkien sisään ja edelleen pyöri-15 vän kiertämisvälineen 3 kautta ulos esimerkiksi johdinten kulkusuunnassa kiertämisvälineen jälkeen sovitettuun suu-kappaleeseen 9, jossa on kapeneva aukko, jossa kerratut johtimet painautuvat tiiviisti toisiaan vasten muodostaen vaihtosuuntakerratun tuotteen. Suukappale 9 ei ole välttä-20 mätön yksityiskohta. Valmis tuote voidaan tarvittaessa vielä sitoa purkautumisen estämiseksi. Sitomiseen voidaan käyttää mitä tahansa tavanomaista kehruulaitetta tai jotain muuta vastaavaa laitetta. Kiertämisväline 3 on varustettu omalla pyörityskäytöllä, edullisesti ketju-, hammaspyörä-25 tai hammashihnavälitteisellä sähkömoottorilla, jonka pyö- rimisnopeussäätö ja suunnanvaihtoautomatiikka on toteutettavissa varsin yksinkertaisella tavalla. Edellä esitetyt yleiset vaihtosuuntakertauslaitteen toimintaan ja käyttöön, ts. johdinten vetämiseen, putkipaketin pyöritykseen, tuot-30 teen jatkokäsittelyyn jne. liittyvät seikat ovat alan ammattimiehelle tavanomaista tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei esitetä tässä yhteydessä tarkemmin. Edellä esitettyjen seikkojen lisäksi viitataan tässä yhteydessä ko. asioiden yhteydessä aiemmin tekniikan tasona mainittuun US-patentti-35 julkaisuun 4 974 408.

7 89422

Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin va-. päästi. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen lait- 5 teen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlai-setkin ratkaisut ovat mahdollisia. Esimerkiksi kehäputkien poikkileikkauspinnan muotoa ja kehäputkien lukumäärää ei ole mitenkään rajoitettu kuvioiden esimerkkeihin, vaan ko.

10 yksityiskohtia voidaan muunnella vapaasti kulloisenkin tarpeen mukaan.

Claims (4)

8 89422

1. Vaihtosuuntakertauslaite johdinten (1), kuten lankojen, osajohtojen, johtonippujen, valokuitujen ja vas- 5 taavien vaihtosuuntakertaamiseksi kaapeleiden tai vastaavien valmistamista varten, joka laite käsittää kiinteän jako-välineen (2), joka on sovitettu kerrattavien johdinten si-sääntulopäähän, eri suuntiin pyörivän kiertämisvälineen (3), joka on sovitettu kerrattavien johdinten ulostulopää-10 hän ja jakovälineen (2) ja kiertämisvälineen (3) välille sovitetut, pituusakselinsa ympäri jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävän keskeisen keskuselementin ja jaksottain vastakkaisiin suuntiin kierrettävät kehäputket, jotka ympäröivät periferisesti keskuselementtiä, jolloin keskus-15 elementti ja kehäputket ovat ainakin johdinten kiertämis-vaiheen aikana vastakkain ja jolloin kerrattavat johtimet (1) on sovitettu kulkemaan ainakin kehäputkien läpi, tunnettu siitä, että kehäputket (6,16,26,36,46) on yhdistetty olennaisesti koko pituudeltaan keskuselementtiin (5, 20 15,25,35,45) olennaisesti säteittäisen osan avulla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntakertauslaite, tunnettu siitä, että keskuselementtiin (15.25.45) ja/tai kehäputkien (16,26,46) seinämiin on valmistusvaiheessa sovitettu lankoja tai kuituja (7).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtosuuntaker tauslaite, tunnettu siitä, että keskuselementti (5.15.25.35.45) ja/tai kehäputket (6,16,26,36,46) on valmistettu kuitulujitteisesta muovimateriaalista.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukai-30 nen vaihtosuuntakertauslaite, tunnettu siitä, että kehäputket (6,36,46) on valmistettu ainakin kahdesta erilaisesta materiaalista niin, että ulkopinta on mekaanisesti kestävää materiaalia ja sisäpinta pienikitkaista ja elastista materiaalia (8). 9 89 422