一种无骨架光纤环绕环装置的制作方法

本发明属于光纤环绕制工具技术领域，特别涉及一种无骨架光纤环的绕环装置。

背景技术：

光纤环按成形方式分有骨架光纤环和无骨架光纤环两大类。无骨架光纤环完全由光纤绕制而成，成形后，光纤环无任何物体支撑，见图1。无骨架光纤环外形成d(内径)×D(外径)×h(高)的圆环状，其环横截面S为矩形或正方形。

光纤环绕环装置是光纤环绕制过程中不可缺少的工具，它是保证光纤环成形、光纤环绕制质量和精度保证的重要工具。目前，光纤环绕环装置的光纤环骨架的宽度都是固定的，这也就造成在光纤环绕制的过程中，无法随意调整光纤环的宽度，从而使得不同宽度光纤环的绕制只能通过不同的绕环装置进行绕制，不仅使用不便，并且大大增加了加工成本。

另外，目前的光纤环绕环装置通常只能适应一种规格的光纤环的绕制，一种光纤环使用一套绕环工具，通用性不强，而且其结构通常较为复杂，装配以及脱膜不便。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种无骨架光纤环绕环装置，其通过对两侧挡板以及位于两挡板之间的型芯进行结构改进和优化布局，从而可以实现对光纤环的绕制，该绕环装置结构简单、脱模方便，可以适应不同宽度的光纤环。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种无骨架光纤环绕环装置，其特征在于，包括：

两相对且间隔布置的挡板，每个所述挡板中心开有轴向通孔，且两挡板的相对设置的表面上开有与挡板轴向通孔同轴的环形槽，该环形槽槽底开设有贯通挡板厚度的定位孔；

型芯，其整体呈中空环形柱体，设置在两挡板之间且其两侧圆形端面与所述环形槽匹配，型芯的环形内壁与两挡板上靠近中心轴线侧的环形槽槽壁配合，该型芯用于成型光纤环内径；其中，该型芯由两个大型芯和两个小型芯在环向上拼装而成，其中两大型芯相对间隔且对称设置而两小型芯对称设置在两大型芯之间，以此方式使得两大型芯以及两小型芯拼接后在轴向上的截面形成环形，从而拼接形成环形柱体状型芯；所述大型芯上设置有与所述环形槽槽底的定位孔相通的通孔，可通过螺栓穿过该定位孔及通孔后将两侧挡板与所述型芯固定以实现同步转动；

以及

拉杆，其呈杆状，用于在轴向上穿过所述两挡板的中心轴向通孔并与其配合，从而将使得两者可同步转动；该拉杆一端同时与分纤环套接，另一端与绕环驱动装置连接，该绕环驱动装置驱动拉杆转动可同步带动所述挡板与型芯转动，进而实现光纤环绕制。

作为本发明的进一步优选，所述环形槽槽底对应小型芯处也设置有贯通挡板厚度的通孔，其用于螺钉穿过以与所述小型芯抵接，以可用于通过螺钉将螺旋压力传递到型芯上并产生反作用力以使得挡板和型芯与光纤环脱离，实现脱模。

作为本发明的进一步优选，所述挡板相对侧的表面设置有径向凹槽，用于在绕环中容置光纤端头。

作为本发明的进一步优选，所述大型芯和小型芯在环向上的两端端面均为平面，大型芯和小型芯通过平面接触，且接触平面与水平面夹角为3°～5°。

作为本发明的进一步优选，所述挡板呈圆板状，材料优选为铝合金。

作为本发明的进一步优选，所述大型芯或小型芯材料优选为铝合金。

作为本发明的进一步优选，所述无骨架光纤环绕环内径为50mm～180mm范围。

作为本发明的进一步优选，所述挡板中心开有轴向通孔横截面优选为正六边形。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的绕环装置其采用两挡板结合之间的型芯结构实现对无骨架光纤环的绕制，特别是其中型芯结构为由多块型芯块优化拼接组成，其结构简单，装配便捷，绕环工艺及脱膜十分方便；

(2)本发明的绕环装置将装夹、紧固、光纤环成形和脱模方式设计成固定模式，其中装夹、紧固方式和相关零部件拉杆实现了最大通用化，适用于所有尺寸无骨架光纤环的绕制工具；

(3)本发明的绕环装置适用于内径50mm≤d≤180mm的无骨架光纤环体的绕制，环体尺寸跨度大，对于不同尺寸的无骨架光纤环绕制，只需要更换不同的大型芯和小型芯即可。

附图说明

图1是典型的无骨架光纤环示意图；

图2是按照本发明实施例的绕环装置的结构示意图；

图3是图2中的绕环装置在A-A方向上的结构示意图；

图4是图2中的绕环装置中右挡板5的结构示意图；

图5是图4的右挡板5在A-A方向上的视图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-拉杆1、2-标准螺钉2、3-标准平垫圈3、4-标准弹簧垫圈4、5-右挡板5、6-左挡板6、7-标准螺钉7、8-标准平垫圈8、9-标准弹簧垫圈9、10-标准平垫圈10、11-标准螺母11、12-大型芯12、13-小型芯13。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，相同的符号表示同样的含义，具体地，d表示光纤环内径、D表示光纤环外径、h表示光纤环高度、s表示光纤环横截面，FH表示缠绕光纤的分纤环，其中分纤环FH是指光纤环绕制过程中，用于储备待绕光纤的环体，属于绕环设备附件。

本发明实施例的绕环工具通过主体部分、拉杆1等零部件构成一个回转体，使用时在绕环设备主轴的带动下作匀速转动，完成无骨架光纤环的绕制过程。

如图2和3所示，本实施例的绕环机构由主体组件和拉杆组成。其中，主体组件包括右挡板5、左挡板6、大型芯12以及小型芯13。

拉杆1将主体组件及绕环工具的其它零部件与绕环设备相连、紧固，在绕环设备的动力带动下完成光纤环的绕制。

如图2、图3所示，本发明实施例的无骨架光纤环绕环装置包括两相对且间隔布置的挡板、型芯以及拉杆。

具体地，如图2、3、4和5所示，每个挡板5或6的中心开有轴向通孔，且两挡板的相对设置的表面上开有与挡板轴向通孔同轴的环形槽，该环形槽槽底开设有贯通挡板厚度的定位孔。

如图4和5所示，右挡板5优选成圆板状，材料优选为铝合金，挡板用于定位和固定型芯，有挡板5与左挡板6共同成形光纤环两侧平面。本实施例中，优选地，根据绕环工艺和绕环操作特点，在右挡板5的成形面上设计了一个宽度为a的槽和三个宽度为a/2的槽C，所有槽深度为设定值，例如深均为0.1mm，也可以为其他尺寸，例如0.15mm，0.2mm等等。四个槽的主要作用是充当在光纤换向绕制时固定端光纤向外伸出的通道，以避免绕制端光纤通过固定端光纤时局部出现光纤“绕道”的现象而造成光纤环质量下降的问题。本发明中，a取值一般为8mm～15mm。开槽数量和各槽位置可以根据各自的绕环工艺特点而自行确定。

如图4和5所示，左挡板6优选为圆板状，材料优选为铝合金。结构与右挡板5相同，只是根据绕环工艺和绕环操作特点在右挡板5的基础上减少了三个槽C，即只开有一个宽度为a的槽。

优选地，右挡板5和左挡板6上的开槽数量和各槽位置可以根据各自的绕环工艺特点而自行确定。

如图2和3所示，型芯整体呈中空环形柱体，设置在两挡板之间且其两侧圆形端面与所述环形槽匹配，型芯的环形内壁与两挡板上靠近中心轴线侧的环形槽槽壁配合，该型芯用于成型光纤环内径。

其中，该型芯由两个大型芯12和两个小型芯13在环向上拼装而成，其中两大型芯12相对间隔且对称设置而两小型芯13对称设置在两大型芯之间，以此方式使得两大型芯12以及两小型芯13拼接后在轴向上的截面形成环形，从而拼接形成环形柱体状型芯。

大型芯12为横截面为S1的旋转体，数量为两个，大型芯12材料优选为铝合金，如图2、图3所示。大型芯12用于与小型芯13共同成形光纤环内孔，确保光纤环内孔尺寸d；控制右挡板5和左挡板6的装配间距，以确保光纤环成形高度尺寸h。

大型芯12上设置有与环形槽槽底的定位孔相通的通孔，可通过螺栓穿过该定位孔及通孔后将两侧挡板与型芯固定以实现同步转动。大型芯12两侧面与中心轴线成3°～5°夹角，便于脱模。大型芯12与小型芯13间隔、对称装配，装配后保证接触面无缝隙，相邻边无高低不平现象，在挡板上组装后外圆形成一个直径为的完整圆形，而形成光纤环内径。设计和制造时优选大型芯12与小型芯13对应圆弧面和凸台厚度h尺寸一致。

小型芯13形状成横截面为S1的旋转体，数量为两个，小型芯13材料为铝合金，如图2、图3所示。小型芯13用于与大型芯12共同成形光纤环内孔，确保光纤环内孔尺寸d。控制右挡板5和左挡板6的装配间距，以确保光纤环成形高度尺寸h。小型芯15两侧面与中心轴线成3°～5°夹角，便于脱模。小型芯13与大型芯12间隔、对称装配，装配后保证接触面无缝隙，相邻边无高低不平现象，在挡板上组装后外圆形成一个直径为的完整圆形，而形成光纤环内径。设计和制造时优选小型芯13与大型芯12对应圆弧面和凸台厚度h尺寸一致。

在大型芯12、小型芯13按图示位置与右挡板5和左挡板6安装后，各自分别用标准螺钉2连接、紧固，标准平垫圈3和标准弹簧垫圈4起到零件保护和防止松动作用。各挡板和各型芯的组合件称之为主体组件。将拉杆1穿过主体组件，通过拉杆1的螺柱M与绕环设备连接，然后，旋紧拉杆1将其紧固。标准螺钉7用于光纤环绕制、固化完成后脱模，主要功能是通过与挡板的螺纹孔的旋转压力通过螺钉传递到型芯上产生的反作用力使得挡板和型芯与光纤环脱离开，从而达到脱模的目的。标准螺钉7只是脱模时使用，绕环时不需要安装在工具上。

如图3所示，大型芯12和小型芯13各两件，在挡板上组装后外圆形成一个直径为的完整圆形，而形成光纤环内径。制造时大型芯12和小型芯13外圆尺寸一致，组装后保证接触面无缝隙，相邻边无高低不平现象。

如图2、3所示，拉杆1呈杆状，形状优选为圆杆状，材料优选为钢材，用于在轴向上穿过所述两挡板的中心轴向通孔并与其配合，从而将使得两者可同步转动。拉杆1一端同时与分纤环套接，另一端与绕环驱动装置连接，该绕环驱动装置驱动拉杆转动可同步带动所述挡板与型芯转动，进而实现光纤环绕制。具体地，拉杆1一方面承载绕环工具所有零部件，连接绕环设备；另外用于可靠装夹分纤环FH。拉杆1左端为螺柱M，与绕环设备相连，右端为螺柱M1，用于标准平垫圈10和标准螺母11锁紧分纤环FH，中间为标准六方体，用于绕环工具安装和锁紧时扳手用力。

本实施例中，表示大型芯12和小型芯13组装后的外圆直径、槽C表示右挡板5上的三个宽度为a/2的槽、a表示右挡板5和左挡板6上的槽宽度、M表示拉杆1与绕环设备连接端螺柱部分、M1表示拉杆1锁紧分纤环FH端头螺柱部分。

本发明的绕环工具尤其适用于内径d为50mm～180mm范围内的光纤环绕制，右挡板5和左挡板6可以根据光纤环内径d尺寸的不同分为六个区域，即：50mm～65mm、65mm～80mm、80mm～100mm、100mm～125mm、125mm～150mm、150mm～180mm，形成六种规格尺寸的挡板；光纤环绕制时只需光纤环内径d和高度h尺寸的不同更换不同尺寸的大型芯12和小型芯13即可完成。

本发明实施例的装置中将光纤环的成型部分分解成两件大型芯12和两件小型芯13共四部分，脱模时只需先将其中的一件小型芯13先取出，其余的型芯就可以方便、快捷的脱模。大型芯12与两件小型芯13两端的配合面沿小型芯13的轴线方向成3°～5°夹角，以大幅度降低型芯之间因光纤环的“挤压”而产生的摩擦力，从而达到轻松脱模的目的。

制造和使用过程中，应始终保持大型芯12和小型芯13外圆为的圆弧面的四条边为尖角状态，杜绝碰伤、擦伤和倒角等现象，以提高光纤环的绕制质量。

在一个优选实施例中，绕环装置的具体安装以及绕环过程如下：

(1)参照图3，按图示方向将大型芯12和小型芯13与左挡板6进行装配，并用紧固件紧固。装配时保证各型芯端面与左挡板6平面完全贴合，无缝隙现象；

(2)参照图2，将右挡板5与上述装配部分对接安装，并用紧固件紧固。装配时保证各型芯端面与右挡板5平面完全贴合，无缝隙现象。右挡板5和左挡板6的宽度为a的槽应装配在同一方向；

(3)取拉杆1，按照图2所示将上述组装部分与绕环设备连接紧固；

(4)光纤环绕制、固化，分纤环FH在光纤环绕制时根据需要安装；

(5)拆卸挡板与型芯之间的安装螺钉；

(6)取标准螺钉7，按图2所示方位，通过螺钉与挡板之间的螺纹旋紧力推动型芯，使之脱模。型芯脱模顺序，先小型芯13，后大型芯12。

(7)清洗绕环工具所有零部件和标准件；

(9)重复第(2)至第(8)，进行下一只光纤环的绕制。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。