Устройство для реверсивной скрутки кабельных изделий из проводников, преимущественно в виде нитей, пучков проводников или оптических волокон

 

Использование: реверсивная скрутка проводников, таких как нити, проводниковые элементы, пучки проводников, оптические волокна. Сущность изобретения: устройство содержит неподвижный разделительный элемент 2 с отверстиями для подачи проводников 1 или оптических волокон, свивающий элемент 3, выполненный с возможностью вращения в противоположных направлениях и с отверстиями для проводников 1 или оптических волокон, закрепленный между ними с возможностью вращения в противоположных направлениях относительно его продольной оси центральный элемент 5 с расположенными вокруг него с возможностью контакта с ним периферийными трубами 6, предназначенными для пропускания через них скрученных проводников 1 или оптических волокон, одними концевыми участками закрепленными в неподвижном узле 2, а другими - в свивающем узле 3. Контакт периферийных труб 6 с центральным элементом 5 осуществлен объединением их в пакет труб 4 посредством сетчатой ткани 7. Сетчатая ткань 7 окружает периферийные трубы 6 и простирается по всей их длине. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство используется для реверсивной скрутки проводников, таких как нити, проводниковые элементы, пучки проводников, оптические волокна и подобные элементы для изготовления кабелей или подобных изделий.

В кабельной промышленности известно большое количество разных устройств такого рода. В патенте США N 4974408, 04.12.90, кл. Н 01B 13/02, раскрыто устройство такого типа в качестве примера известного уровня техники в этой области. Чаще всего устройство, раскрытое в указанном патенте США, работает совершенно безупречно. Однако в нескольких случаях оно дает сбой. На практике оказалось, что при высоких скоростях вращения пакета труб центробежные силы вызывают смещение периферийных труб по радиусу, где они не связаны. В указанном устройстве периферийные трубы связываются посредством разнесенных упругих колец, усилие сжатия которых действует на определенные продольные участки труб. Осевая сила натяжения труб в пакете и относительное расстояние между упругими кольцами определяют максимальную скорость вращения. Превышение этой скорости приводит к тому, что периферийные трубы выпучиваются наружу под действием центробежной силы, смещают упругие кольца в осевом направлении. Процесс разрушения при этом будет нарастающим. Также центральная труба имеет тенденцию выходить из периферийных труб, если она была растянута больше внешних периферийных труб. Еще одна проблема эта текучесть, которая является следствием свойства пластмасс, используемых в качестве материала для труб. Эта текучесть наиболее интенсивна в начальном этапе использования пакета труб, и после этого пакет труб приходится укорачивать несколько раз. Позже эта текучесть уменьшается, но не прекращается. Из-за текучести максимальная длина пакета труб ограничена, что, в свою очередь, ограничивает максимальное относительное расстояние между точками реверса. Третья проблема, которую стоит упомянуть, заключается в том, что нельзя прилагать желаемую осевую натягивающую силу вследствие особенностей используемого материала. Этот факт проявляется в провисании пакета труб, что в свою очередь приводит к нежелательному раскручиванию. Известно из опыта, что большое провисание пакета труб увеличивает коэффициент трения между трубой и проводником. Пластмассы, наиболее подходящие для использования в качестве материала для труб, обычно имеют высокий коэффициент трения и низкую механическую прочность.

В прежних решениях коэффициент трения между трубой и проводником был самым важным фактором, влияющим на количество оборотов в одном и том же направлении. Поэтому стремились достичь максимального количества оборотов в одном и том же направлении, так как в этом случае точки изменения направления закрутки могут быть размещены далеко одна от другой, и это в свою очередь улучшает характеристики кабеля телекоммуникации.

Целью настоящего изобретения является создание устройства для реверсивной скрутки кабелей, в котором устранены недостатки известного устройства.

Поставленная цель достигается устройством по изобретению, которое отличается тем, что периферийные трубы и центральный элемент объединены в пакет труб посредством сетчатой ткани, охватывающей периферийные трубы и простирающейся практически по всей длине указанных периферийных труб.

Преимущество изобретения заключается прежде всего в том, что посредством сетчатой ткани, охватывающей периферийные трубы, т.е. ткани в виде рукава, пакет труб имеет свободную нейтральную ось, что позволяет получить высокие скорости вращения пакета. Возможны очень высокие скорости группирования и скручивания даже с малыми величинами шага. В общем случае пакет труб не ограничивает скорости вращения, ограничивающим фактором теперь является скорость двигателя. В устройстве согласно изобретению пакет труб находится внутри сетчатого рукава по всей длине, благодаря чему конструкция получается безопаснее и с большим сроком службы, чем в известных решениях. Далее следует отметить, что никогда теперь центральный элемент не может быть вытолкнут и выйти из периферийных труб. В конструкции по изобретению пакет труб сохранит свою начальную длину в течение всего срока службы. Осевая сила натяжения на трубчатом пакете может быть увеличена во много раз, позволяя таким образом эффективно предотвратить раскручивание. Меньшее трение, чем прежде, достигается между трубой и проводником, так как из опыта известно, что чем меньше провисание, тем меньше трение. Поэтому длина пакета труб не является ограничивающим фактором. Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что можно использовать без ограничений различные и непрерывно изменяющиеся скорости вращения вращающейся головки. Вращающаяся головка и пакет труб обычно имеют очень высокие скорости вращения, непрерывно меняющееся направление. Малое трение между трубой и проводником добавит витки пакету труб. Лучшее, чем раньше, качество получается для сложных кабелей. Процедуры группировки и скручивания не вызывают появления каких-либо сил, неблагоприятно действующих на проводник, например деформации, которая растянула бы проводник.

На фиг. 1 изображен пакет труб в устройстве разносторонней скрутки согласно изобретению; на фиг. 2 разрез по стрелке II-II на фиг. 1 согласно изобретению; на фиг. 3-5 различные варианты расположения периферийных труб и центрального элемента в пакете труб (вид по оси) согласно изобретению.

На фиг. 1 номер 1 обозначает проводники, подлежащие скручиванию, а 2 обозначает неподвижный разделительный элемент, расположенный на одном конце проводников 1. 3 на фиг. 1 обозначает свивающий элемент, расположенный на другом конце проводников, подлежащих скручиванию, вращающийся в различных направлениях. 4 обозначает пакет труб в целом. Пакет труб 4 содержит центральный элемент 5 и отдельные периферийные трубы 6, окружающие его по периферии. Центральный элемент 5 и периферийные трубы 6 прижимаются друг к другу, по меньшей мере, на этапе свивания проводников.

Термин "проводник" в этом контексте относится к нитям, элементам проводников, пучкам проводников, четырехпроводниковым комбинациям, оптическим волокнам и другим подобным элементам. Неподвижный разделительный элемент 2 и вращающийся свивающий элемент 3 могут являться, например, дисками с отверстиями.

Периферийные трубы 6 и центральный элемент 5 объединены в пакет труб 4 посредством сетчатой ткани 7, охватывающей периферийные трубы и простирающейся практически по всей длине указанных периферийных труб 6. Сетчатая ткань 7, охватывающая периферийные трубы 6 как рукав, может быть закреплена с одного конца на неподвижном разделительном элементе 2, а на другом конце на вращающемся свивающем элементе 3. Закрепление может быть осуществлено, например, посредством зажимающих колец 8 и болтов 9, причем сетчатая ткань зажимается, например, между неподвижным разделительным средством пластиной 2 и зажимным кольцом 8.

Сетчатая ткань 7 вращается с периферийными трубками 6 и позволяет осуществлять скручивание и относительное движение труб, но предотвращает их радиальное перемещение наружу. По мере скручивания длина пакета труб 4 уменьшается, а внешний диаметр увеличивается. Сетчатая рукавообразная ткань 7 сжимает периферийные трубы 6 в радиальном направлении и прижимает их к центральному элементу 5, сила сжатия может регулироваться посредством соответствующего выбора материала сетчатой ткани 7. Осевая сила натяжения на трубчатом пакете может быть поднята значительно выше, чем в ранее известных устройствах. Примером подходящих материалов для изготовления сетчатых тканей являются различные пластмассы или металлы. После сжатия периферийных труб 6 сетчатая ткань 7 принимает на себя часть осевой силы натяжения, о которой говорилось выше. Крутящий момент, требуемый для скручивания трубчатого пакета 4, не будет чрезмерно большим даже для трубчатых пакетов большого размера, так как сетчатая ткань позволяет осуществлять скручивание труб относительно их центральной оси. Количество периферийных труб 6 в трубчатом пакете 4 может свободно изменяться в соответствии с наружными требованиями. Центральный элемент 5 может иметь замкнутую конструкцию, т.е. быть в виде трубы или полого элемента. Центральный элемент предпочтительно по центру может иметь элемент прочности, например прут, трос или подобный элемент.

К центральному элементу и/или к стенкам периферийных труб могут быть прикреплены нити или волокна в процессе их изготовления. Фиг. 2 и 3 показывают примеры альтернативных конструкций периферийных (центральных) труб. Нити или волокна показаны номерами 10 на фиг. 4 и 5. Нити или волокна 10 могут быть прямыми, т.е. простирающимися вдоль оси, намотанными в противоположном направлении намотки, или могут иметь структуру сетки. Цель использования нитей или волокон 10 они несут осевые нагрузки и предотвращают текучесть трубчатого пакета 4. Нити или волокна также влияют на раскручивание, так как чем больше сила натяжения пакета в осевом направлении, тем эффективнее предотвращается раскручивание. Отдельные нити или волокна могут состоять, например, из углеродных, арамидных борных или стальных волокон. Для центрального элемента и периферийных труб могут использоваться одинаковые нити или волокна. Центральный элемент может также содержать прут, трос и т.п. как было указано выше.

Также можно использовать пластмассовый материал с волокнистым наполнителем для изготовления пакета труб 4.

Трубы 6 в пакете 4 могут также изготовляться из двух разных материалов, т. е. внешняя поверхность из материала, имеющего хорошую механическую прочность, а внутренняя поверхность из материала, имеющего очень низкое трение. Это позволяет свести к минимуму трение между проводниками и внутренними поверхностями периферийных труб, что позволяет изготавливать кабели лучшего качества. Периферийные трубы 6, изготовленные из двух различных материалов, показаны на фиг. 5 и 3. Материал с низким трением показан номером 11. Этим материалом может быть политетрафторэтилен, который сам по себе не подходит для трубчатого пакета вследствие своей малой прочности. Другим материалом может быть пластмасса типа РА. Можно использовать для трубчатых пакетов и более чем два материала, например три разных материала или более.

При изготовлении реверсивно-скрученного кабеля с помощью устройства с пакетом труб по фиг. 1 проводники 1, подлежащие скручиванию, протягиваются сквозь разделительный элемент 2 в периферийные трубы и далее через вращающееся свивающий элемент 3 наружу, например в сопло, расположенное ниже по ходу проводников, причем сопло имеет коническое отверстие, в котором скрученные проводники плотно сжимаются друг с другом, образуя таким образом продукт разносторонней скрутки. Сопло не является необходимым. Готовый продукт можно дополнительно связывать, чтобы предотвратить раскручивание. Для связывания может использоваться любое известное прядильное устройство или другое подобное устройство. Свивающее средство 3 оборудовано соответственным приводом вращения, предпочтительно с цепной передачей, шестеренчатым редуктором или зубчатой ременной передачей, которые приводятся электромотором, скорость вращения которого может регулироваться и автоматически реверсироваться, что реализуется довольно просто. Другие признаки изобретения, относящиеся к работе и использованию устройства для реверсивного скручивания, т.е. вытягивание проводников, вращение трубчатого пакета, дальнейшая обработка кабеля, являются известными для специалистов в этой отрасли, поэтому эти признаки подробно не описываются. Кроме этого, пакет по патенту США N 4974408, упомянутый выше, входит в заявку в виде ссылки.

Варианты воплощения, описанные выше, не ограничивают изобретение, оно может свободно модифицироваться в пределах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленное устройство и его детали не должны быть точно такими, как показаны на эскизах, возможны и другие варианты, например количество периферийных труб не ограничивается изображенными на эскизах, такие детали могут свободно меняться в соответствии с потребностью.

Формула изобретения

1. Устройство для реверсивной скрутки кабельных изделий из проводников преимущественно в виде нитей, пучков проводников или оптических волокон, содержащее расположенные по ходу движения подлежащих скручиванию проводников неподвижное распределительное приспособление и скручивающее приспособление, установленное с возможностью вращения в противоположных направлениях, и расположенный между ними с возможностью вращения в противоположных направлениях центральный элемент, выполненный из эластичного материала, поверх которого расположены в непосредственной близости одна от другой и соединенные с ним эластичные периферийные трубы, предназначенные для прохождения подлежащих скручиванию проводников, отличающееся тем, что центральный элемент соединен с периферийными трубами охватывающей их по всей длине сетчатой тканью.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что сетчатая ткань закреплена одним своим концом на неподвижном распределительном приспособлении, а другим концом на скручивающем.

3. Устройство по п.1 или 2 отличающееся тем, что нити или волокна прикреплены к центральному элементу и/или к стенкам периферийных труб во время свивания.

4. Устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что периферийные трубы и/или центральный элемент изготовлены из по меньшей мере двух различных материалов так, что внешняя поверхность выполнена из материала, имеющего хорошую механическую прочность, а внутренняя поверхность из упругого материала, имеющего очень малое трение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5