TW202039348A - 可調式絲狀材料導件 - Google Patents

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湯瑪斯 布立格茲
戴夫 甘布爾
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美商力雷克斯包裝方案公司
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Abstract

本發明提供一種用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一線圈之可調式導件裝置。該可調式導件裝置包含：一殼體，其具有界定一入口開口之一軸環，該入口開口經構形以接納絲狀材料；及可調式導件，其等經耦合至該殼體，從而在該等可調式導件之間界定一導件開口以使該絲狀材料自該入口開口通過。該裝置亦包含一調整器，該調整器經構形以調整該等可調式導件之間界定該導件開口之大小之相對間距。

Description

可調式絲狀材料導件
本發明係關於用於捲繞絲狀材料之線圈之裝置。更特定而言，本發明係關於用於在將絲狀材料捲繞成一絲狀材料線圈時引導絲狀材料之絲狀材料導件。
美國專利9,731,931描述圖1中所展示之一REELEX型捲繞系統100。系統100將絲狀材料110 (例如，線材)導引至圖2中更詳細地展示之一橫動裝置 (traverse)164，圖2展示橫動裝置164及系統100之一捲取單元116之一心軸170之一透視圖。該橫動裝置隨著心軸170在主軸166上旋轉而在心軸170之表面上方來回移動，由此致使線材110被導引至心軸170上。整個系統100之功能係致使線材110以形成自心軸170徑向地向外延伸之一送出(payout)孔之一方式捲繞成一8字形圖案。控制器118經耦合至捲取系統116且可提供速度控制資訊以導引捲取系統116以一所期望速率運行。例如，控制器118可導引捲取系統116致使主軸166以一恆定速度運行，或可致使捲取系統116具有恆定線速度，由此需要主軸速度在一時間週期內減慢。
橫動裝置164經形成為具有一縱向槽(未展示)之一懸臂樑164a，一導管164b延伸通過該縱向槽。導管164b終止於最靠近心軸170定位之一線材導件164c。線材110穿線通過導管164b且離開線材導件164c。導管164b以所期望速度且沿著所期望距離(如由捲取系統116依由控制器118視情況告知所控制)在樑164a之縱向槽中行進(即，往復運動)以便以形成一送出孔之一方式形成8字形圖案。
在捲繞一8字形線材線圈時，由心軸170捕獲線材110之一端，且隨著橫動裝置164往復運動且呈具有一送出孔之一8字形圖案將該線材引導至該心軸上而由主軸166旋轉該心軸。
為了形成一精確成形的線圈，必須隨著橫動裝置往復運動及隨著心軸旋轉精確地放下線材。控制橫動裝置之位置以在預定時間將離開線材導件164c之線材精確地放置於預定義位置處。然而，若穿過線材導件164c之線材相對於線材導件164c自由地橫向(即，水平)移動，則實際上放下線材之位置可能不在所欲位置處，從而導致一線圈不如預期般精確成形。為了改良線圈之形成，本文中描述一種可調式絲狀導件裝置(即，一線材導件)，其可限制該裝置與自該裝置分配之絲狀材料之間的相對橫向移動。
根據本文中描述其進一步細節之一個態樣，一種用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一線圈之可調式絲狀材料導件裝置包含：一殼體，其具有界定一入口開口之一軸環，該入口開口經構形以(例如，自一線纜導件)接納絲狀材料；可調式導件，其等經耦合至該殼體，從而在該等可調式導件之間界定一導件開口以使該絲狀材料通過；及一調整器，其經構形以調整該等可調式導件之間的相對間距。一使用者可調整該導件開口之大小以緊密地匹配經捲繞之絲狀材料之大小(例如，直徑)以減少自該導件裝置分配之絲狀物之相對橫向移動。
在實施例中，該入口開口沿一垂直方向與該導件開口軸向地對準。在實施例中，該等可調式導件經構形以藉由該調整器之操作同時朝向或遠離彼此移動。在實施例中，該等可調式導件包含輥。
在實施例中，該等可調式導件沿著位於一水平平面中之平行軸延伸，該水平平面垂直於在該入口開口與該導件開口之間軸向地延伸之絲狀材料之一垂直路徑。
在實施例中，該調整器包含延伸通過形成於該等可調式導件中之經對準之螺紋孔之一螺紋調整器螺桿。該螺紋調整器螺桿沿著一螺桿軸延伸且該等可調式導件經構形以取決於該螺桿繞該螺桿軸之一旋轉方向沿著該螺桿軸朝向或遠離彼此平移(例如，同時)。
在實施例中，該可調式導件裝置進一步包含不可調式導件，該等不可調式導件以彼此固定間隔關係耦合至該殼體且沿著垂直於該等可調式導件之該等軸之各自軸延伸。該等可調式導件垂直地安置於該等不可調式導件與該殼體之該軸環之間。
在實施例中，該軸環經構形以耦合至一往復橫動裝置，該往復橫動裝置可操作以在絲狀材料通過該導件開口被拉伸至一捲繞機之一心軸上時使該可調式導件裝置往復運動。
在實施例中，該可調式導件裝置進一步包含一調整環，該調整環具有螺紋地耦合至該殼體之該軸環之一頸部。該頸部在該頸部之一底側上具有一環形承載表面。該調整器包含一對對置臂，該對對置臂在沿著各臂之長度之一中間位置處樞轉地耦合至該殼體。各臂具有一上部分及一下部分。該上部分自該中間位置延伸至經構形以抵靠該頸部之該環形承載表面之一凸輪表面。該下部分樞轉地耦合至該等可調式導件之一者。使該調整環相對於該軸環螺合沿著該環形承載表面調整該凸輪表面之位置，且因此繞該中間位置調整該下部分之角位置，此繼而調整該等可調式導件之間的相對間距以使該絲狀材料通過其等之間。
在實施例中，該可調式導件裝置進一步包含偏置構件。各偏置構件經耦合於該殼體與各自下部分之間。該等偏置構件經構形以沿朝向彼此之一方向推進該等對置臂及該等可調式導件。該等偏置構件可為彈簧。
在實施例中，該等凸輪表面與該環形承載表面之間的干涉抑制該等可調式導件朝彼此移動。
圖3至圖5展示可代替先前技術圖2之導件164c使用之一可調式導件裝置200之一實施例之態樣。該線材導件包含：一殼體202；一對可調式輥204；一螺紋調整螺桿206，其用於沿著螺桿206調整輥204之間的相對間距；一調整輥軌道208，其用於支撐及引導可調式輥204；及一對導件210。輥204沿著各自軸A-A及B-B (圖4)延伸且係軸對稱的。具體而言，輥204沿著其等各自軸A-A及B-B具有一大體上對稱的凹形輪廓。該等輥之對置凹形輪廓在輥204之間界定一開口201，絲狀材料透過該開口201自殼體中之一開口203 (與導管164b連通)接納。開口201可以沿著延伸通過裝置200之一中心縱軸G-G (圖5)之開口203為中心。開口201之寬度係可調式的以考量絲狀材料之不同厚度(例如，直徑)。具體而言，線材導件200包含經構形以調整輥204之間的相對間距以調整開口201之大小之一配置。導件210在其等之間具有一固定間距。導件210經構形以進一步引導絲狀材料自開口201穿過朝向心軸170。
輥204、螺桿206、軌道208及導件210經耦合至殼體202。在圖3至圖5中所展示之特定實施例中，螺桿206在形成於殼體200中之孔202c處耦合至殼體202。螺桿206及軌道208沿著各自平行軸C-C及D-D延伸。軌道208具有在形成於殼體200中之孔202b處固定地耦合至殼體202之端208a (圖5)。導件210具有在形成於殼體200中之孔202a處固定地耦合至殼體202之端210a (圖5)。各導件210可在端210a之間具有經構形以繞一各自縱軸E-E及F-F (圖5)旋轉之一輥210b，儘管此並非必要。
在所展示實施例中，輥204繞各自軸A-A及B-B自由旋轉，該等軸A-A及B-B橫向於軸C-C、D-D、E-E及F-F。各輥204具有一中心長形軸204a (圖5)，該中心長形軸204a在用於耦合至軌道208之一第一端處具有一第一通孔204b (圖4)且在用於耦合至螺桿206之一第二相對端處具有一第二通孔204c (圖4)。各輥204之第一通孔204b與軸D-D對準，使得軌道208延伸通過兩個軸件204a之通孔204b。第一通孔204b經構形以與軌道208相對地滑動移動。第二通孔204c係母螺紋的且與軸C-C對準以與螺桿206之公螺紋配合。螺桿206與兩個軸件204a之通孔204c螺合在一起且延伸通過兩個軸件204a之通孔204c。
在所展示實施例中，螺桿206經構形為一調整器螺桿，其中至少一個頭部206a及左旋螺紋206b在該螺桿之一半(例如，圖4中之左半)上且右旋螺紋206c在螺桿206之另一半(例如，圖4中之右半)上。歸因於螺桿206之螺紋構形，螺桿206之頭部206a沿一個旋轉方向繞螺桿軸C-C之一旋轉將致使兩個輥204沿著螺桿206及軌道208同時朝向或遠離彼此移動。因此，在操作中，一使用者可藉由使螺桿206之頭部206a繞其軸C-C順時針或逆時針旋轉來調整輥204之間的開口201之寬度。以此方式，一使用者可設定輥204之間的一特定間距，該特定間距更緊密地匹配穿過裝置200之絲狀材料之直徑，與不緊密地匹配絲狀材料之直徑之輥204之一間距相較，此可導致更精確成形的一線圈。作為一替代物，代替單個調整器螺桿206，可使用具有相反螺距螺紋之兩個螺桿。
裝置200係可調式的且可由一使用者針對不同厚度(即，直徑)之絲狀材料設定。圖6至圖8展示針對一特定厚度之一絲狀材料調整裝置200之一工作流程之各個步驟。若輥204靠近在一起，則一使用者沿一第一旋轉方向轉動調整螺桿206之頭部206a以使輥204充分展開(如圖6中所展示)以容許一細絲250容易進入開口201。一使用者可使用針對螺桿頭部206a製造之任何工具，舉例而言諸如一內六角扳手或平頭螺絲刀。在圖6中所展示之輥204之位置中，開口201足夠寬使得細絲250可裝配於開口201中而不接觸任一輥204。接著，一使用者沿與第一方向相反之一第二旋轉方向旋轉螺桿206之頭部206a，以閉合輥204使得兩個輥204接觸(例如，輕柔地擠壓)開口201中之細絲250，如圖7中所展示。接著，一使用者沿第一旋轉方向(例如，一個或兩個旋轉)旋回螺桿之頭部206a以使輥204自細絲250退回且擴寬開口201，使得細絲250接觸輥204之僅一者或另一者，但不接觸兩個輥204，如圖8中所展示。
圖9A至圖12展示一可調式導件裝置300之另一實施例之態樣。導件裝置300具有一殼體302，該殼體302具有界定一開口303 (圖9C、圖12)之一軸環302a，該開口303經構形以與導管164b連通。殼體302容納可調式導件304及導件310之一配置，可調式導件304及導件310界定一開口301 (圖9C、圖10B、圖12)，絲狀材料透過該開口301引導於導管164b與心軸170之間。開口301沿著延伸通過導件裝置300之中心之中心縱軸H-H (圖12)與開口303對準。
可調式導件304及導件310可為沿著各自縱軸延伸之輥導件。導件304及310之縱軸可彼此垂直，如圖9A及圖9B中所展示。導件310由連接至殼體302之左側及右側之板330支撐。具體而言，如圖11中所展示，各導件310可具有一軸件310a，該軸件310a由可繞軸件310a旋轉之一輥310b包圍。軸件310a之端經構形以接納於形成於板330中之孔330a中。導件310可藉由板330安置於輥304下方，如圖10B中最清楚地展示。當導件310經連接至板330時，導件310之間的間距保持固定。
導件裝置300亦包含耦合至殼體302之邊緣302a之一調整環320。在圖9A至圖12中所展示之實施例中，環320具有一頸部322，該頸部322具有經構形以與殼體302之軸環302a之內側表面上之母螺紋配合之公螺紋322a。調整環320沿著軸H-H與殼體302同軸。調整環320界定與軸環302a連通之一內部開孔305 (圖12)。頸部322向下延伸至頸部322之底側上之一環形承載表面322b或邊緣。環形承載表面322b經構形以抵靠臂324之凸輪表面324c。
各臂324界定一孔324d (圖11及圖12)，該孔324d接納一銷326，該銷326將臂324樞轉地耦合至殼體302。孔324d位於臂324之一上端與一下端之間的一中間位置處。各臂324具有在孔324d與凸輪表面324c之間之一上部分324a且具有在孔324d與輥304之間之一下部分324b。上部分324a及下部分324b不彼此平行地延伸。代替地，在圖12展示之實施例中，上部分324b朝向中心軸H-H向內成角度。因此，當垂直導引力自環形承載表面322b施加於凸輪表面324c上時(諸如藉由使環320螺合至軸環302a)，該等力繞中間位置326處之樞轉連接將一扭矩施加於臂324上，從而傾向於使下部分324b展開(即，遠離軸H-H)，由此增加開口301之大小。
一旦將環形承載表面322b設定至相對於軸環302a之一特定軸向位置，凸輪表面324c與環形承載表面322b之間的干涉便設定輥304之間的開口301之間之一特定間距。干涉防止開口301減小。因此，開口301之經設定初始大小可被視為開口301之一最小大小。然而，即使在將環320設定至適當位置之後，凸輪表面324c與環形承載表面322b之間的干涉仍不阻止臂324繞中間位置326旋轉以使輥304之間的開口301擴大超過初始設定最小大小。輥304之間的開口301之此擴大在其中將超過開口301之初始設定最小大小之絲狀材料之一特定擴大部分(例如，線纜之間的一扭結或一絞結)導引至開口301中之情況下可能係有用的。在此一情況下，絲狀材料之擴大部分在其穿過輥304時，將徑向地向外推進臂324之下部分324b以使輥稍微進一步展開以容許擴大部分穿過，由此避免壓碎擴大部分及可能損壞絲狀材料，或致使絲狀材料斷裂。
下部分324b可藉由在臂324之下部分324b與殼體302之間延伸之偏置構件(例如，彈簧) 328偏置。各臂324可具有用於保持一偏置構件328之一端與臂324接合之一保持器324e (圖11)。偏置構件328經構形以徑向地向內朝向軸H-H推進臂324之下部分324b，使得在上文所給出之實例中，若輥304暫時展開以容許一擴大部分穿過，則偏置構件328將使臂324恢復回至其等對應於開口301之設定最小開口大小之初始設定位置。因此，即使在設定一初始最小開口301大小之後，偏置構件328仍容許輥304之一定量之暫時自我調整。
裝置300係可調式的且可由一使用者針對不同厚度(即，直徑)之絲狀材料設定。為了針對一特定厚度之絲狀材料設定裝置300，若輥304尚未寬泛展開，則一使用者可將環320完全或實質上螺合(旋轉)至軸環302a中(例如，順時針)以便使輥304實質上展開以將開口301設定為一大或甚至最大大小。接著，一使用者可饋送一細絲(例如，線材)通過環320之孔305、通過開口303且通過開口301。接著，一使用者可將環320螺合(旋轉)出軸環302a (例如，逆時針)以容許臂324之下部分324b歸因於自彈簧328作用於臂324上之力而朝向軸H-H旋轉。此將使輥304朝向中心軸H-H移動且與絲狀材料接觸，從而輕輕地擠壓該材料。接著，使用者可再次將環320螺合(旋轉)至軸環302a中(例如，順時針)直至開口301足夠大以使絲狀材料接觸輥304之僅一者或另一者，但不接觸兩個輥304。
本文中已描述及繪示用於絲狀材料之一可調式導件之若干實施例。雖然已描述特定實施例，但並非意欲將本發明限於此，此係因為意欲本發明之範疇與此項技術將允許之範疇一樣廣且說明書應被同樣地解讀。因此，雖然已揭示用於連接各種元件之特定配置，但應明白，亦可使用其他合適配置。因此，熟習此項技術者將明白，在不偏離如所主張之所提供發明之精神及範疇之情況下，可對所提供發明進行又其他修改。
100:REELEX型捲繞系統 110:絲狀材料/線材 116:捲取單元 118:控制器 164:橫動裝置 164a:懸臂樑 164b:導管 164c:線材導件 166:主軸 170:心軸 200:可調式導件裝置 201:開口 202:殼體 202a:孔 202b:孔 202c:孔 203:開口 204:可調式輥 204a:中心長形軸/軸件 204b:第一通孔 204c:第二通孔 206:螺紋調整螺桿 206a:頭部 206b:左旋螺紋 206c:右旋螺紋 208:調整輥軌道 208a:端 210:導件 210a:端 210b:輥 250:細絲 300:可調式導件裝置 301:開口 302:殼體 302a:軸環/邊緣 303:開口 304:可調式導件 305:內部開孔 310:導件 310a:軸件 310b:輥 320:調整環 322:頸部 322a:公螺紋 322b:環形承載表面 324:臂 324a:上部分 324b:下部分 324c:凸輪表面 324d:孔 324e:保持器 326:銷/中間位置 328:偏置構件/彈簧 330:板 330a:孔 A-A:軸 B-B:軸 C-C:軸/平行軸 D-D:軸/平行軸 E-E:軸/縱軸 F-F:軸/縱軸 G-G:中心縱軸 H-H:中心縱軸
圖1係一REELEX型捲繞系統之一實施例之一先前技術示意圖。
圖2係圖1之橫動裝置及心軸之一先前技術透視圖。
圖3係根據本發明之一態樣之一可調式導件裝置之一仰視圖。
圖4及圖5係圖3之裝置之組裝圖。
圖6係圖3之裝置之仰視圖，該裝置被展示為處於一第一完全敞開位置且被展示為在該裝置之輥之間具有一線材。
圖7係圖3之裝置之一仰視圖，該裝置被展示為處於一第二閉合位置，其中該裝置之兩個輥與該等輥之間的一線材接觸。
圖8係圖3之裝置之一仰視圖，該裝置被展示為處於一第三操作位置，其中裝置之僅一個輥與該等輥之間的一線材接觸。
圖9A及圖9B係自其底部及側觀看之一可調式導件裝置之另一實施例之透視圖。
圖9C展示圖9A及圖9B之可調式導件裝置之一俯視圖。
圖10A、圖10B及圖10C分別係圖9A及圖9B之導件裝置之左側、前側及右側之正視圖。
圖11係圖9A及圖9B之導件裝置之一組裝圖。
圖12展示沿著圖9C中之截面圖12-圖12之圖9A及圖9B之可調式導件裝置。
300:可調式導件裝置
301:開口
302:殼體
302a:軸環/邊緣
303:開口
304:可調式導件
305:內部開孔
310:導件
320:調整環
322:頸部
322a:公螺紋
322b:環形承載表面
324:臂
324a:上部分
324b:下部分
324c:凸輪表面
324d:孔
324e:保持器
326:銷/中間位置
328:偏置構件/彈簧
330:板
H-H:中心縱軸

Claims (16)

  1. 一種用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一線圈之可調式導件裝置，該導件包括： 一殼體，其具有界定一入口開口之一軸環，該入口開口經構形以接納絲狀材料； 可調式導件，其等經耦合至該殼體，從而在該等可調式導件之間界定一導件開口以使該絲狀材料自該入口開口通過；及 一調整器，其經構形以調整該等可調式導件之間的相對間距。
  2. 如請求項1之裝置，其中： 該入口開口沿一垂直方向與該導件開口軸向地對準。
  3. 如請求項1之裝置，其中： 該等可調式導件經構形以藉由該調整器之操作同時朝向或遠離彼此移動。
  4. 如請求項1之裝置，其中： 該等可調式導件包含輥。
  5. 如請求項4之裝置，其中： 該等輥沿著位於一水平平面中之平行軸延伸。
  6. 如請求項5之裝置，其中： 該等可調式導件包含兩個輥。
  7. 如請求項1之裝置，其中： 該調整器包含延伸通過形成於該等可調式導件中之經對準之螺紋孔之一螺紋調整器螺桿，其中該螺紋調整器螺桿沿著一螺桿軸延伸且其中該等可調式導件經構形以取決於該螺桿之一旋轉方向沿著該螺桿軸朝向或遠離彼此平移。
  8. 如請求項5之裝置，其進一步包括： 不可調式導件，其等沿著垂直於該等可調式導件之該等軸之軸延伸，其中該等可調式導件垂直地安置於該等不可調式導件與該軸環之間。
  9. 如請求項1之裝置，其中： 該軸環經構形以耦合至該往復橫動裝置，該往復橫動裝置可操作以在絲狀材料通過該導件開口被拉伸至該捲繞機之該心軸上時使該裝置往復運動。
  10. 如請求項1之裝置，其進一步包括： 一調整環，其具有螺紋地耦合至該殼體之該軸環之一頸部，該頸部在該頸部之一底側上具有一環形承載表面， 其中該調整器包含一對對置臂，該對對置臂在沿著各臂之長度之一中間位置處樞轉地耦合至該殼體，各臂具有一上部分及一下部分，該上部分延伸至經構形以抵靠該環形承載表面之一凸輪表面，該下部分在該臂之一下端處或附近樞轉地耦合至該等可調式導件之一者，其中將該調整環螺合入或螺合出該軸環致使該等可調式導件之間的該間距變化。
  11. 如請求項10之裝置，其進一步包括： 偏置構件，各偏置構件經耦合於該殼體與各自下部分之間，該偏置構件經構形以沿朝向彼此之一方向推進該等對置臂及該等可調式導件。
  12. 如請求項11之裝置，其中： 該等偏置構件係彈簧。
  13. 如請求項10之裝置，其中： 該等凸輪表面與該環形承載表面之間的干涉抑制該等可調式導件朝彼此移動。
  14. 一種設定如請求項1之可調式導件裝置之方法，該可調式導件裝置用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一絲狀材料之一線圈，該方法包括： 確保該等可調式導件之間的相對間距致使導件開口大於該絲狀材料之一厚度； 透過該導件開口引入該絲狀材料； 在將該絲狀材料安置於該導件開口中之情況下，減小該等可調式導件之間的該相對間距直至該等可調式導件接觸該絲狀材料；及 在該等可調式導件接觸該絲狀材料之後，增加該等可調式導件之間的該相對間距直至該絲狀材料接觸該等可調式導件之僅一者。
  15. 一種設定如請求項7之可調式導件裝置之方法，該可調式導件裝置用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一絲狀材料之一線圈，該方法包括： 確保該等可調式導件之間的相對間距使得導件開口大於該絲狀材料之一厚度； 透過該導件開口引入該絲狀材料； 在將該絲狀材料安置於該導件開口中之情況下，沿一第一方向繞螺桿軸旋轉螺桿以減小該等可調式導件之間的該相對間距直至該等可調式導件接觸該絲狀材料；及 在該等可調式導件接觸該絲狀材料之後，沿與該第一方向相反之一第二方向繞該螺桿軸旋轉該螺桿以增加該等可調式導件之間的該相對間距直至該絲狀材料接觸該等可調式導件之僅一者。
  16. 一種設定如請求項11之可調式導件裝置之方法，該可調式導件裝置用於將絲狀材料自一往復橫動裝置引導至一捲繞機之一心軸上以形成一絲狀材料之一線圈，該方法包括： 確保該等可調式導件之間的相對間距使得導件開口大於該絲狀材料之一厚度； 透過該導件開口引入該絲狀材料； 在將該絲狀材料安置於該導件開口中之情況下，將調整環螺合入或螺合出軸環以減小該等可調式導件之間的該相對間距直至該等可調式導件接觸該絲狀材料；及 在該等可調式導件接觸該絲狀材料之後，將該調整環螺合入或螺合出該軸環以增加該等可調式導件之間的該相對間距直至該絲狀材料接觸該等可調式導件之僅一者。
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