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, и 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 скручиваемых проводников 1 или оптических волокон, одними концевыми участками закрепленными в неподвижном узле 2, а другими - свивающем узле 3. Контакт периферийных труб 6 с центральным элементом 5 осуществлен соединением их по всей длине посредством радиальной части. 2 з.п. ф-лы, 6 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 13/00, 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 некоторых 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 это текучесть, которая является следствием свойств 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 раскрыванию. 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 соединены практически по всей их длине с центральным элементом посредством практически радиальной детали.

Преимущество изобретения заключается прежде всего в том, что радиальное соединение труб с центральным элементом позволяет применять высокие скорости вращения для вращающейся головки (пакета труб). Очень высокие скорости группирования и скручивания возможны даже при малой величине шага. Пакет труб не ограничивает скорость вращения, ограничивающим фактором является двигатель. Конструкция пакета труб по изобретению более безопасна и имеет больший срок службы, чем в известных устройствах. Центральный элемент в заявленном изобретении не может быть вытолкнут из периферийных труб. В этой конструкции пакет труб сохранит начальную длину в течение всего срока службы. Осевая сила натяжения на пакете труб может быть увеличена многократно, позволяя таким образом эффективно предотвратить раскручивание. Между трубой и проводником достигается меньшее трение, чем раньше, так как из опыта известно, что чем меньше провисание, тем меньше трение. Таким образом, длина труб не будет ограничивающим фактором. Еще одно преимущество заключается в том, что за счет изобретения могут использоваться различные скорости вращения вращающейся головки. Вращающаяся головка и пакет труб обычно имеют очень высокие скорости вращения с непрерывно изменяющимся направлением вращения. Малое трение между трубой и проводником добавят количество оборотов пакета труб в одном и том же направлении. Качество сложных кабелей лучше, чем было возможно раньше. Процедуры группирования или скручивания не вызывают каких-либо сил, неблагоприятно действующих на проводник, или какой-либо деформации, которая, например, растягивала бы проводник.

На фиг. 1 изображено устройство реверсивной скрутки согласно изобретению; на фиг. 2 пакет труб, используемый в устройстве (осевой разрез на фиг. 1), согласно изобретению; на фиг. 3-6 вариант выполнения пакетов труб согласно изобретению.

На фиг. 1 номер 1 обозначает проводники, подлежащие скручиванию, а 2 - неподвижный разделительный элемент, расположенный на одном конце проводников 1. Номер 3 на фиг. 1 обозначает свивающий элемент, расположенный на другом по ходе конце для скручиваемых проводников 1, вращаемый в различных направлениях. Номер 4 обозначает пакет труб, содержащий центральный элемент 5 и периферийные трубы 6, окружающие его. Центральный элемент 5 и периферийные трубы 6 прижимаются друг к другу, по меньшей мере, в течение этапа свивания проводников.

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

В соответствии с существенным признаком изобретения периферийные трубы 6 соединены практически по всей длине неподвижно с центральным элементом 5 посредством радиальной детали. Эта конструкция особенно хорошо видна на фиг. 2, где пакет труб 4 показан вдоль оси.

Термин "периферийная труба" в этом контексте понимается очень широко, это не только труба круглого сечения, но возможны и другие формы. Фиг. 3-6 показывают различные варианты пакетов труб. На фиг. 3 пакет труб обозначен номером 10, центральный элемент обозначен номером 11, а периферийные трубы - номером 12. На фиг. 4 пакет труб обозначен номером 13, центральный элемент - номером 14, а периферийные трубы номером 15. На фиг. 5 пакет труб обозначен номером 16, центральный элемент номером 17, а периферийные трубы - номером 18. На фиг. 6 пакет труб обозначен номером 19, центральный элемент - номером 20, а периферийные трубы номером 21. На фиг. 4-6 сечение периферийных труб практически является сектором круга. В каждом варианте периферийные трубы неподвижно соединены посредством радиальных шеек с центральным элементом. Соседние периферийные трубы отделены друг от друга во всех вариантах, и это позволяет их скручивать и относительно перемещать. В то же время крутящий момент для скручивания пакета труб не будет слишком большим даже для пакета труб большого размера. Следует отметить, что количество периферийных труб не ограничено четырьмя, показанными на чертежах, количество выбирается по мере необходимости. Центральный элемент может также быть трубой или полой конструкцией, например на фиг. 2 центральный элемент сплошной, на фиг. 3 является трубой.

Нити или волокна могут быть закреплены на центральном элементе и/или стенках периферийных труб при изготовлении. Нити или волокна показаны номером 7. Нити или волокна могут быть прямыми, т.е. идущими вдоль оси, намотанными с противоположным шагом, или могут иметь сетчатый узор. Нити или волокна предназначены для того, чтобы нести осевые нагрузки и предотвратить текучесть пластмассовых труб. Нити или волокна также влияют на раскручивание трубчатого пакета, о котором говорилось выше, так как чем больше сила, с которой пакет может быть нагружен в осевом направлении, тем более эффективно предотвращается раскручивание. Нити или волокна могут состоять, например, из углерода, арамида, из бора или стали. Центральный элемент может далее включать прут, трос и т.д.

Другая возможность использовать при изготовлении пакета труб армированную волокнами пластмассу.

Трубы в пакетах могут быть также изготовлены из других различных материалов, т. е. внешняя поверхность из материала с хорошей механической прочностью, а внутренняя поверхность из материала с очень малым трением. Это позволяет свести к минимуму трение между проводниками и внутренней поверхностью периферийных труб, что позволит получать кабели и более высокого качества. Пакеты труб, изготовленные из двух различных материалов, показаны на фиг. 2, 5 и 6, где антифрикционный материал обозначен номером 8. Этот материал может быть политетрафторэтиленом, который сам по себе не является подходящим материалом для трубчатых пакетов вследствие слабых механических свойств. Другим материалом может быть пластмасса типа РА. Также можно использовать более двух различных материалов для изготовления пакетов труб.

Когда изготавливают кабель с реверсивной закруткой с помощью устройства, показанного на фиг. 1, проводники 1, которые надо скрутить, протягивают сквозь разделительный элемент 2 в периферийные трубы и далее через вращающийся свивающий элемент 3 наружу, например, в сопло 9, расположенное ниже по ходу движущихся проводников от свивающего средства, причем сопло имеет коническое суживающееся отверстие, где скрученные проводники крепко прижимаются друг к другу, образуя таким образом разносторонне скрученный продукт. Сопло 9 не является необходимой деталью. Готовый продукт можно, если желательно, дополнительно связать, чтобы предотвратить раскручивание. Любое обычное прядильное устройство или другое подобное устройство может использоваться для обвязки. Свивающий элемент 3 снабжен своим вращающимся приводом предпочтительно с цепной звездочкой, шестеренчатым редуктором или зубчатым ремнем, приводимым электромотором, обороты которого могут регулироваться и автоматически реверсироваться, что довольно просто в реализации. Общие признаки, описанные выше, относящиеся к работе и использованию устройства с разносторонней закруткой, т.е. вытягивание проводников, вращение трубчатого пакета, дальнейшая обработка продукта и т.д. хорошо известны специалистам в этой отрасли техники, поэтому признаки не описываются более подробно. Кроме того, некоторые признаки раскрыты в патенте США N 4974408, о котором говорилось выше.

Варианты воплощения, описанные выше, не ограничивают изобретение. Оно может свободно модифицироваться в пределах объема формулы изобретения. Следует понимать, что заявленное устройство или его детали не обязательно должны быть точно такими, как показаны на эскизах, возможны также и другие варианты. Например, форма сечения периферийных труб и количество их не ограничивается показанными на эскизах примерами, такие детали могут свободно модифицироваться 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, установленные 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 по всей длине своими радиальными участками.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в стенках центрального элемента и/или периферийных труб расположены упрочняющие нити или волокна.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что периферийные трубы изготовлены из по меньшей мере двух различных материалов так, что внешняя поверхность из механически прочного материала, а внутренняя поверхность из эластичного материала с низким коэффициентом трения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6