多条带铠装系统的制作方法

优先权要求

本发明要求于2015年2月4日提交的题为“多条带铠装系统(multiplestripsarmoringsystem)”的美国临时申请序列no.62/111,894的优先权权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

本实施例总体涉及铠装系统，该铠装系统可用于形成管状构件，包括但不限于作为铠装缆线的一部分的管状构件。

铠装缆线是包括内部传输介质或一系列导线的一种缆线，其通常由外部铠装护套封包围。在的内部传输介质或导线需要相对较高程度外部保护的应用中，铠装缆线可能是理想的。

铠装缆线可通过将条带周向地螺旋卷绕在一条带或多条带导线上来制造。一种技术涉及使一条带或多条带导线穿过保持条带线轴的旋转线圈。当线圈旋转时，条带从线圈被拉出，并且可通过一系列成形辊以赋予条带所需的形状。然后将条带周向卷绕在一条带或多条带导线上，以完成铠装缆线的形成。

通常，单个的铠装材料条带卷绕在一条带或多条带导线上。制造速度，即铠装材料能够成功地覆盖一条带或多条带导线的速度通常基于设备的转速而受到限制。换言之，单个条带的更快的旋转卷绕是增加铠装层生产时间的主要技术。然而，设备的转速有限，并且如果速度提高太大则可能出现问题，从而保持对生产率的限制。

此外，在其中提供多个条带作为铠装层的一部分的系统中，已经需要多组工具头和多组成形辊以及复杂的引导元件。在这样的系统中，存在相对较多的移动部件，增加了系统的复杂性和成本。

技术实现要素：

本实施例涉及至少包括第一条带和第二条带的铠装系统。在一个实施例中，成形辊包括彼此相邻设置的第一辊段和第二辊段。第一条带和第二条带都通过成形辊形成修改的形状。第一条带和第二条带在通过成形辊之后被螺旋卷绕成成形的管。

第一导辊和第二导辊可设置在成形辊的上游，使得在向成形辊供给之前，第一条带通过第一导辊，并且第二条带通过第二导辊。成形辊的第一辊段和第二辊段相对于第一导辊和第二导辊可径向向内设置。在一个实例中，第一条带在与第二条带通过第二导辊的位置纵向偏移的位置通过第一导辊。系统还可包括安装板，并且第一导辊和第二导辊以及成形辊的第一辊段和第二辊段中的每一者均接合到安装板。

在一个实施例中，成形辊的第一辊段和第二辊段彼此相邻设置，使得第一辊段的前部邻近第二辊段的前部设置，并且第一辊段的后部邻近第二辊段的后部设置。第一辊段的前部的直径可大于第一辊段的后部的直径，并且第二辊段的前部的直径可小于第二辊段的后部的直径。在一个实例中，第一辊段的前部沿着纵向轴线跨越的长度小于第一辊段的后部跨越的长度，并且第二辊段的前部沿着纵向轴线跨越的长度大于第二辊段的后部跨越的长度。

该系统可包括具有前部和后部的主框架。可从安装在主框架的前部附近的第一封包提供第一条带，并且可从安装在主框架的后部附近的第二封包提供第二条带。在一个实例中，第一条带和第二条带在通过成形辊以及成形管的一部分期间至少部分地彼此重叠。

通过查看以下附图和详细描述，本发明的其他系统、方法、特征和优点对本领域技术人员而言将是或者将变得显而易见。旨在的是，所有这样的附加系统、方法、特征和优点都在本发明的范围内，并且被所附权利要求所涵盖。

附图说明

参照附图和说明书可更好地理解本发明。附图中的部件并非必然按比例绘制，相反，重点放在说明本发明的原理上。此外在附图中，相同的附图标记表示不同视图中的相应部分。

图1是铠装系统的第一实施例的侧视图。

图2是图1的铠装系统的一部分的高视角透视图。

图3-图5分别是示出图1和图2的铠装系统的示例性成形辊的特征的透视图、前视图和侧视图，为了清楚起见，在图3-图5中省略了图1-图2中示出的选择部件。

图6是通过成形辊的第一条带和第二条带的示例性关系的总体沿着从上到下的方向的剖视图，为了清楚起见，在图6中省略了图1-图2中示出的选择部件。

图7是可替换铠装系统的部件的透视图。

具体实施方式

参照图1-图6，示出并描述了铠装系统20的第一实施例。铠装系统20可用于形成大致圆柱形的材料管，并且可用于形成铠装缆线(举例而言而非构成限制)，其中铠装层围绕一个或多个内部导线。

铠装系统20包括分别具有前部32和后部34的主框架30。包括第一材料条带42的第一封包40安装在前部32附近，并且包括第二材料条带52的第二封包50安装在后部34附近，总体如图1所示。尽管第一封包40被示出为延伸到主框架30的前边界之外并且第二封包50被示出为容纳在主框架30的后边界内，然而应当理解的是，第一封包40和第二封包50中的一者或两者可部分或完全定位在主框架30的边界内或者完全定位在主框架30的外部。

第一封包40和第二封包50通常包括分别容纳第一条带42和第二条带52的圆柱形安装的封包，使得第一条带42和第二条带52以线圈形的方式设置成围绕其相应的第一封包40和第二封包50。赋予旋转运动以使第一条带42和第二条带52从它们各自的第一封包40和第二封包50展开。在展开时，第一条带42和第二条带52均朝向位于系统前部附近的形成区域60行进，这将在下面进一步说明。

第一条带42可围绕至少一个引导构件朝向成形区域60被引导。在一个实施例中，第一条带42围绕多个中间辊45并且朝向导辊46被引导，如在图2中最佳看到的。

类似地，第二条带52可围绕至少一个引导构件朝向成形区域60被引导。在图1-图2的实例中，第二条带52围绕初始辊53被引导(图1所示)，然后通过主框架30的中心区域，如图1-图2所示。在这一点上，第二条带52可大致沿着铠装系统20的主纵向轴线l被引导，并且可与心轴85相邻，如在图2中最佳看到的，其中心轴85可包括待被铠装护套覆盖的固体材料的中心细长段或一条或多条导线。第二条带52然后可轴向延伸通过第一封包40的中心区域，并且可出现在第一封包40的前方，如图2所示。然后，第二条带52可围绕多个中间辊55并且朝向导辊56被引导，如图2所示。以这种方式，第一条带42和第二条带52都被引导朝向位于第一封包40前侧上的类似位置。

尽管在图1-图2中描绘了用于第一条带42和第二条带52行进的示例性路径，然而应当理解，这些特定路径是非限制性实例。例如，可根据需要调节辊45和55的数量和布置，以便于使第一条带42和第二条带52朝向成形区域60行进。此外，在其他实例中，第二条带52不需要沿着铠装系统20的主纵向轴线l行进，如图2所示，而是可沿着与主纵向轴线l间隔开的径向偏移路径行进。

成形区域60通常包括安装表面61，该安装表面在该实例中包括固定有多个部件的大致圆柱形本体。安装表面61包括中心孔64，心轴85穿过该中心孔轴向设置，如图2所示。安装表面61可使用一个或多个接合构件66固定到封包保持件43的前表面，如图2所示。在所示实例中，尽管使用了三个接合构件66将安装表面61固定到封包保持件43，然而可使用更多或更少的接合构件66。

在一个实施例中，导辊46和56可固定到安装表面61的外周区域，如图2所示。此外，包括第一辊段71和第二辊段72的成形辊70可固定到安装表面61。

在一个实例中，成形辊70的第一辊段71和第二辊段72径向向内定位，即，与导辊46和56相比更接近安装表面61的中心孔64，如图2所示。第一辊段71可布置成更靠近导辊46而非导辊56，而第二辊段72可布置成更靠近导辊56而非导辊46。第一辊段71和第二辊段72分别可围绕轴线71c和72c旋转，如图3、图4和图6所示。

在操作期间，第一条带42沿着从导辊46朝向成形辊70的第一辊段71的方向行进，并且可以相对短的圆周距离与第一辊段71接合，然后在形成于成形辊70的第一辊段71与第二辊段72之间的空间75中行进，如图2-图5所示。类似地，第二条带52沿着从导辊56朝向成形辊70的第二辊段72的方向行进，并且可以相对短的圆周距离与第二辊段72接合，然后在形成于成形辊70的第一辊段71与第二辊段72之间的空间75中行进，如图2-图5所示。

在进入成形辊70的第一辊段71与第二辊段72之间的空间75时，第一条带42和第二条带52可轴向偏移。在一个实施例中，引导第一条带42的导辊46可相对于导辊56沿着纵向轴线l远离安装表面61延伸，使得导辊56及其相关联的第二条带52沿着纵向轴线l更靠近安装表面61被引导，如图2、图3和图5所示。

以这种方式，当第一条带42和第二条带52在它们被引导到成形辊70中时可彼此纵向偏移。在一个实施例中，第一条带42和第二条带52可彼此部分地重叠。例如，当进入成形辊70时，第一条带42的大约二分之一的宽度可能与第二条带52重叠，并且在通过成形辊70之后这种重叠可沿着成形管80的纵向长度保持。应当理解，一个条带相对于另一条带的纵向偏移可明显大于或小于其宽度的一半。在一些实施例中，第一条带42和第二条带22可仅在轴向上彼此相邻，即彼此不纵向重叠。可通过改变相应的导辊46和56远离安装表面61的延伸来进行这样的偏移调节，从而改变各个条带42和52进入成形辊70的进入位置。

在一个实施例中，成形辊70的第一辊段71和第二辊段72可各自包括变化的直径部分。例如，第一辊段71的前部71a的第一直径可大于后部71b的第二直径，如在图3和图6中最佳看到的。第一辊段72的前部72a的第三直径可大于后部72b的第四直径，如在图3-图6中最佳看到的。在一个实施例中，第一辊段71的前部71a的第一直径近似等于第二辊段72的后部72b的第四直径，而第一辊段71的后部71b的第二直径大致等于第二辊段72的前部72a的第三直径，如图3、图4和图6所示。

此外，第一辊段71的前部71a跨越的长度(沿着纵向轴线l)可能小于后部71b跨越的长度，而第二辊段72的前部72a跨越的长度(沿着纵向轴线l)可能大于后部72b跨越的长度，如图3和图6所示。以这种方式，前部71a的相对大的直径与前部72a的相对小的直径相邻，而后部72b的相对大的直径与后部71b的相对小的直径相邻，并且在较大直径部分71a与72b之间存在纵向间隔，如图2、图3和图6所示。

因此，基于成形辊70的第一辊段71和第二辊段72的布置和构造，第一条带42和第二条带52通过成形辊70以形成多条带段79。沿着多条带段79，第一条带42和第二条带52可以相邻或互锁的关系设置。在一个实例中，第一条带42形成为第一部分42a与第二部分42b间隔开，如在图6中最佳看到。类似地，第二条带52形成为第一部分52a与第二部分52b间隔开。第一条带42的第二部分42b可围绕第二条带52的第一部分52a，如图6所示。

多条带段79然后可以螺旋方式卷绕以形成成形管80，该成形管沿着纵向轴线l沿着远离安装表面61的方向形成，如图2所示。可选地，可在成形辊70的下游的位置处设置弯折构件，以在多条带段79上赋予卷曲形状，以便于其形成到成形管80中。优选地，多条带段79卷绕在自身上，使得在多条带段79远离成形辊70延伸并且形成成形管80时，重复横截面互锁模式(在图6所示的各个部件42a、42b、52a和52b之间)。

有利地，铠装系统20同时将多个条带42和52形成为单个成形管80，从而与在相同旋转速度下使用单个条带来形成管的情况相比，对于任何给定的部件旋转速度增加了成形管80的生产时间。换言之，与以相同速度卷绕的单个条带相比，多个条带42和52同时产生更多的纵向覆盖。

作为另一个优点，铠装系统20使用单个工具头和单个成形辊组，其同时形成多个条带并将其呈现成最终的成形管80。与使用多组成形辊来处理多个不同的条带的方法相比，这减少了移动部件的数量、复杂性以及成本。

另外的优点在于，提供单独安装的第一封包40和第二封包50将允许例如由于制造缺陷导致的条带速度的变化。可通过两个单独安装的组件40和50与单个成形辊70组合来实现特别的优点。

应当理解，尽管示出的示例性成形管80由两个条带42和52构成，然而成形管80可替换地可包括三个或更多个材料条带。在这样的实施例中，当使用两个条带(如上所述)时，可适用类似的原理，然而第三条带(或附加条带)可经由适当的辊沿朝向成形辊70的方向被引导，并且成形辊70可包括允许同时形成三个或更多个条带的附加段(类似于段71和72)。还应当理解，根据应用，条带可由合适的材料形成，包括但不限于不锈钢、铝、镀锌钢或其他材料。

成形管80可用于一系列应用中。作为示例而非限制，成形管80可围绕一条或多条导线。在这种情况下，一条或多条导线可轴向地延伸(心轴85被示出为围绕在此)，并且所成形管80可设置在一条或多条导线上以形成铠装缆线。在其他应用中，成形管80可形成为围绕心轴85(在形成期间没有导线在其中)，并且导线然后可选地可行进穿过成形管80。与成形管80一起使用的一条或多条导线可包括单股、多股，并且可选地可由合适的绝缘层覆盖。

应当理解，其他结构可设置有铠装系统20。举例而言，可提供一个或多个串联夹具以接合条带42和52的切割端，例如如果条带出于更换的目的或在任何其他情况下被切开。此外，线圈封包附近的一个或多个夹具可防止条带通过辊子退出并防止材料在线圈封包上松动，这导致安全风险。另外，为了允许对成形辊70的改进供给，可使用矫直辊组件将材料从线圈封包展开。

参考图7，示出了可替换铠装系统的一部分的透视图。通常，该可替换系统可包括主框架30以及以上参照图1和图2描述的第一封包40和第二封包50。然而，在图7的实施例中，可替换成形辊70'位于导辊46'和56'的上游。在该实施例中，条带42'和52'以类似于通过上述成形辊70的方式通过成形辊70'。在图7的实施例中，条带42'和52'可间隔开，从而在成形辊70'内没有重叠，即条带42'和52'同时由相同的成形辊70'但是在间隔开的位置处形成。条带42'和52'然后被引导成使得条带42'围绕导辊46'延伸，并且条带52'围绕导辊56'延伸。导辊46'和56'定位成使得它们将相应的条带42'和52'朝着中心纵向轴线(或中心心轴)引导，在该位置处，条带42'和52'可彼此相邻或彼此重叠地设置，以形成可替换管80'。因此，在本实施例中，两个条带42和52分别形成，即在相同的成形辊70内不重叠，并且重叠或相邻的定位发生在成形管80'的位置处。

尽管已经描述了本发明的各种实施例，然而本发明不受除了所附权利要求及其等同物之外的限制。此外，本文描述的优点并非必然是本发明的仅有优点，并非必然预期本发明的每个实施例将实现所有的优点。