用于成型缆线的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本发明要求2017年4月18日提交的名称为“systemsandmethodsforformingacable(用于成型缆线的系统和方法)”的美国临时申请序列号62/486,753的优先权，该文献的公开内容通过参考整体合并到本文中。

本实施例大体涉及用于以改善的方式成型缆线的系统和方法。

背景技术：

可以使用各种技术成型轧制缆线。在一些示例方法和配置中，缆线的线可以实施为被一个或多个螺旋形分层的束环绕的中心束。通过利用绞线机围绕中心束扭曲每一层的束，可以形成缆线。例如，中心束可以被包括四到八个螺旋形成型的束的第二层环绕，第二层继而可以被包括大约10到14个螺旋形成型的束的第三层环绕。取决于具体的应用和所制造的缆线的大小，除了每一层的束的数量之外，层的数量也可以变化。

此外，在许多配置中，可以省略单一中心束。在这种实施例中，例如，最内层可以包括具有当彼此相邻设置时将形成与单一圆形束类似配置的截面形状的两个到四个束。

一般而言，对于缆线的任何给定纵向长度，当缆线的第二层的束螺旋形包绕第一层时，第二层的束将相对于第一层的束(或单一束)行进更大距离。在共用成型辊上以相同的线行进速度成型第一和第二层可以要求装备或方法调整行进速度，以确保第二层的束能够行进更大螺旋距离，且围绕第一层恰当地设置。

而且，虽然在共用成型辊上成型第一和第二层可以提供一些空间效率，但是一个层的截面形状不能被独立地修改。换言之，如果开始期望为第一层或者第二层中的一个的束改变横截面形状，则可以要求全新的一组成型辊以适应这种改变。

技术实现要素：

在一个实施例中，用于成型缆线的系统包括非驱动辊站，非驱动辊站具有多个辊，用于成型与缆线的第一层关联的一个或多个束的形状。在与缆线的第一层关联的一个或多个束的行进期间，被动发生非驱动辊站的多个辊的运动。系统还包括驱动辊站，驱动辊站具有多个辊，用于成型与缆线的第二层关联的一个或多个束的形状。驱动辊站的多个辊被主动驱动，以影响与缆线的第二层关联的一个或多个束的运动和速度。

在一个实施例中，缆线的第一层可以相对于第二层径向朝内设置。驱动辊站可以相对于非驱动辊站设置在上游。驱动辊站可以包括通孔，通孔用于与缆线的第一层关联的一个或多个束的行进。

与第一层关联的一个或多个束可以以相对于与第二层关联的一个或多个束离开驱动辊站的速度不同的速度离开非驱动辊站。在一个示例中，与第一层关联的一个或多个束可以以相对于与第二层关联的一个或多个束离开驱动辊站的速度更缓慢的速度离开非驱动辊站。

系统还可以包括具有多个凹入和多个辊导引件的分线板，其中，多个凹入中的每一者容纳对应辊导引件，其中，缆线的第二层的束中的每一者被围绕相应辊导引件导引。分线板可以包括中心孔口，中心孔口相对于多个辊导引件径向朝内设置，其中，第一层的一个或多个束被导引通过中心孔口。非驱动辊站可以包括联接到分线板的壳体。第一并线模可以被设置在非驱动辊站的下游，其中，第一并线模使用安装支架联接到分线板，其中，与第一层关联的一个或多个束穿过第一并线模。

共用并线模可以设置在非驱动辊站的下游，其中，与第一和第二层两者关联的一个或多个束穿过共用并线模。

在考察如下附图和具体实施方式之后，本发明的其他系统、方法、特征和优点将是或者将变得对于本领域技术人员而言显而易见。预期所有这些额外系统、方法、特征和优点在本发明的范围内，且为所附权利要求所包括。

附图说明

参考如下附图和说明书，能够更好地理解本发明。在附图中的部件不必然按照比例，而是重点放在说明本发明的原理。此外，在附图中，贯穿不同视图，类似的附图标记标示对应零件。

图1是示例缆线的横截面视图，示例缆线可以使用本实施例的系统制造。

图2是用于成型缆线的系统的第一实施例的透视图。

图3是驱动辊的一个实施例的透视图。

图4是示出非驱动成型辊的一个实施例的透视图。

图5a和图5b分别是图4的成型辊的透视图和侧视图。

图6a至图6c是示例分线板的前透视图、正视图和后透视图。

图7是示出用于成型缆线的系统的额外装备的透视图。

具体实施方式

参考图1，示出示例缆线10的横截面视图。可以使用在下文中进一步描述的系统20制造示例缆线10。在一个非限制性示例中，缆线10包括第一层12，第一层12在该实施例中是包括三个束12a-12c的内层。缆线10还包括第二层14，第二层14通常设置在第一层12外，且在该实施例中第二层14包括九个束14a-14i。缆线10还包括第三层16，第三层16通常设置在第二层14外，且在该示例中，第三层16包括十二个束，以及，缆线10还包括第四层18，第四层18通常设置在第三层16外且在该示例中包括十六个束。应当注意，为了增强说明目的，第二层14的一些束以及第三和第四层16和18的束不单独编号。

将理解，具有层12、14、16和18的缆线10仅仅是可以使用在下文中描述的系统20成型的许多示例缆线中的一个。在本实施例的范围内的许多替代中，每单个层12、14、16和18可以包括相比在图1中描绘的束的数量更多或者更少的束。此外，在本实施例的范围内的许多替代中，可以省略一个或者多个层12、14、16和18，诸如，例如层18和/或层16。替代地，可以提供多于四个层，其中，这些额外的层通常设置在第四层18外。简而言之，可以使用在下文中描述的系统20，形成带有可变数量的层和在每一层内的可变数量的束的缆线的许多可能的组合。

此外，可以取决于缆线10的具体期望的形状或应用，选择单个束中的每一个的横截面面积。在图1的示例中，内层12的束12a-12c被描绘为具有与凸曲(convexlycurved)外表面联接的两个大体平坦内表面。这种示例形状可以是有益的，其使得束12a-12c中的每一者的大体平坦内表面如在图1中所示彼此紧密接近地设置，以及以便凸曲外表面集合形成用于邻接的第二层14的束14a-14i的内表面的大体圆形形状。将理解，如果内层12包括相比三个束更多或者更少的束，则每单个束的横截面形状和大小可以与在图1中描绘的不同。

如将在下文中进一步解释地，第二层14的束14a-14i螺旋形包绕第一层12的束12a-12c。因此，对于缆线10的任何给定纵向长度，束14a-14i相对于束12a-12c行进更大的距离。换言之，因为第二层14的束14a-14i相对于束12a-12c径向朝外设置，所以跨越更宽径向距离的螺旋路径是相比相同的实际纵向距离更长的路径。类似地，第三层16的束螺旋形包绕第二层14的束14a-14i，且对于缆线10的任何给定纵向长度，第三层16的束相对于束14a-14i行进更大距离。进一步，第四层18的束螺旋形包绕第三层16的束，且对于缆线10的任何给定纵向长度，第四层18的束相对于第三层16的束行进更大距离。系统20提供一种新颖的途径，用于确保这种缆线在这些因素下的平稳成型。

参考图2，示出和描述了用于成型缆线的系统20的第一实施例的透视图。系统20包括驱动辊站30、非驱动辊站50、分线板70、可选的第一并线模80和共用并线模90。

出于说明目的，在图2中，可以注意到，仅描绘了第一层12的一个束12a，且仅描绘了第二层14的一个束14a。相比之下，在下文的图7中，描绘了束12a-12c中的每一者和束14a-14i中的一些。

在图2的示例中，相对于非驱动辊站50以及并线模80和90，驱动辊站30设置在上游。相应地，束从源于驱动辊站的上游(即，在图2和图7中的站30的左侧)然后向下游朝向非驱动辊站50以及并线模80和90的方向行进。然而，如将在下文中解释地，在替代实施例中，非驱动辊站50可以相对于驱动辊站30定位在上游，但是仍然实现本实施例的相同优点。

参考图2和图3，驱动辊站30包括第一和第二辊32和38。如在本文中使用地，提到驱动辊站指的是具有在站本身内实现辊的促动或旋转的能力的站，例如，这经由设置在站内或者紧密接近地联接(例如，是相邻零件)的能够提供足够的力用于促动站的辊的马达或其他促动器实现。以该方式，驱动辊站30的多个辊32和38被主动驱动，以影响与缆线10的第二层14关联的一个或多个束14a-14i的运动和速度。这可以与在下文中进一步解释的非驱动辊站50不同，非驱动辊站50没有设置在站本身内或与站本身相邻的马达或其他促动器。因此，相比驱动辊站，在与缆线10的第一层12关联的一个或多个束的行进期间，被动地发生非驱动辊站50的多个辊52和58的运动。以该方式，驱动辊站30和非驱动辊站50可以包括不同的形状和配置，其中，非驱动辊站50包括减少的轮廓以产生减少的占地面积，且在下文中进一步解释多个其他优点。

在图3中示出第一成型站30的第一辊32的更多细节。在一个实施例中，第一辊32包括第一和第二端32a和32b，第一和第二端32a和32b能够围绕驱动辊站30外部的壳体凹入旋转。第一辊32还包括多个成型凹槽34和通过通道35。在该示例中，第一多个成型凹槽34设置为朝向第一端32a，不同的多个成型凹槽34设置为朝向第二端32b，且通过通道35设置于在成型凹槽34之间的大体中心位置中。

在一个实施例中，第二辊38可以包括相对于第一辊32大体对称的特征(其中，可能的例外是不同的凹槽形状，用于提供给定束的可变的内和外横截面)。如在图2中示出，第二辊38可以在驱动辊站30内竖直地设置在第一辊32下方。当紧密接近地设置时，第一辊32的多个成型凹槽中的一个和第二辊38的多个成型凹槽中的相邻一个被集合(collectively)配置，以成型缆线10的第二层14的束14a-14i中的一个的横截面形状。

例如，第二层14的先前未成型的线(wire)束14a可以沿上游到下游方向馈送通过驱动辊站30，且当束14a穿过辊32和38的给定成型凹槽34时，可以根据成型凹槽34的轮廓实现如在图1中所示的束14a的横截面形状。以类似方式，第二层14的其他束14b至14i可以单独穿过辊32和38的凹槽34，使得束14a-14i的横截面轮廓在驱动辊站30内使用在辊32和38内的不同凹槽同时形成。为此目的，第一辊32可以包括至少九个凹槽34(用于容纳束14a-14i中的每一者)，且第二辊38可以类似地包括与在第一辊32中的相应凹槽联合工作的至少九个凹槽34。

在图3的实施例中，第一辊32包括大体半圆形通过通道35。可以在第二辊38中形成大体对称的半圆形通过通道。当紧密接近地放置时，第一和第二成型辊32和38的半圆形通过通道35可以共同形成大体圆形通孔。

缆线10的第一层12的束12a-12c可以穿过通过在第一和第二辊32和38中的通过通道35形成的通孔。换言之，当束在通过通道35内穿过时，束12a-12c的截面形状没有成型。如将在下文中解释地，代替通过驱动辊站30的辊32和38成型，第一层12的束12a-12c在非驱动辊站50处成型，由此提供用于本系统的优点。

参考图4和图5，示出和描述了非驱动辊站50和非驱动辊站50的第一和第二辊52和58的更多特征。在一个实施例中，如在图5a-5b中最佳可见，第一辊52包括中心孔53和多个凹槽54。在一个非限制性示例中，如在图5b中所示，第一辊52可以包括三个凹槽54a-54c。虽然第一辊52被描绘为具有三个凹槽，但是将理解，可以提供更多或者更少的凹槽。

第二辊58可以包括相对于第一辊52大体对称的特征(其中可能的例外是用于提供给定束的可变内横截面和外横截面的不同凹槽形状)，且可以与第一辊52相邻设置在非驱动辊站50内，如在图2、图4和图6a至图6c中所示。当紧密接近地设置时，第一辊52的多个成型凹槽中的一个和第二辊58的多个成型凹槽中的相邻一个被集合配置，以成型缆线10的第一层12的束12a-12c中的一个的横截面形状。

例如，第一层12的先前未成型的线束12a可以沿上游到下游方向馈送通过非驱动辊站50，且当束12a穿过辊52和58的凹槽54a时，可以根据凹槽54a的轮廓实现如在图1中所示的束12a的横截面形状。以类似方式，第二层14的其他束12b和12c可以分别单独穿过辊52和58的凹槽54b和54c。相应地，束12a-12c中的每一者的截面轮廓在非驱动辊站50内同时成型。

如上所述，非驱动辊站50没有设置在站本身内或者与站本身相邻的马达或其他促动器，这一点不同于驱动辊站30。因此，非驱动辊站50可以包括相对于驱动辊站30显著减少的轮廓。可以通过下游装备提供牵引束12a-12c通过在非驱动辊站50的辊52和58内的凹槽所要求的力，考虑在成型过程期间所预期的摩擦，该下游装备在束上施加相对高的牵引力。

如在图4中所示，非驱动辊站50可以包括壳体组件60，该壳体组件60大体维持第一和第二辊52和58的相对位置，且在第一层12的束12a-12c的截面轮廓的成型期间允许辊的旋转运动。在一个示例中，壳体组件60包括第一凸缘区域61a和第二凸缘区域61b，其中的每一者包括一个或多个孔口62，以有利于安装到图6a至图6c的分线板70，如在下文中进一步解释地。壳体组件60还包括两个轴63，围绕这两个轴63设置成型辊52和58的中心孔口53用于旋转运动。可以沿轴63提供轴杆(shaft)和轴承，以有利于成型辊52和58围绕轴63的旋转运动。

参考图6a至图6c，分别从前透视图、正视图和后透视图示出和描述分线板70的更多特征。在一个实施例中，分线板70包括具有一个或多个凹槽72的安装部段71，一个或多个凹槽72适于联接到基座组件89(在图2中示出)，以由此将分线板70相对于系统20保持在期望位置中。如在图2和图6a至图6c中描绘地，分线板70还包括导引部段73，导引部段73在一个实施例中可以与安装部段71一体成型，且大体竖直地设置在安装部段71上方，但是可预见到，导引部段73可以替代地设置在相同高度处或者在安装部段71的竖直下方处。

在一个示例中，导引部段73包括大体圆形形状，其具有前表面74、后表面75和中心孔口79。如在图6a和图6b中最佳可见地，非驱动辊站50的壳体组件60的第一和第二凸缘区域61a和61b可以安装到分线板70的导引部段73的前表面74的相对区域。在一个实施例中，螺栓可以紧固通过在第一和第二凸缘区域61a和61b中的孔口62，且可以紧固地接合分线板70的前表面74。

以该方式，非驱动辊站50的第一和第二辊52和58可以定位在分线板70的中心孔口79内。进一步，如在图6a至图6b中描绘地，设置在第一和第二辊52和58之间的适于接收第一层12的束12a-12c的入口位置59可以大体定位在分线板70的孔口79的中心处。

如在图6b至图6c中最佳可见地，多个凹入76可以在导引部段73中形成在前表面74和后表面75之间。多个凹入76每一个都可以大小确定成容纳相应的辊导引件77。辊导引件77可以被安装在单个轴杆78上，使得每一个辊导引件77能够围绕其相应轴杆78周向运动。以该方式，辊导引件77中的每一者可以在其相应凹入76内旋转地运动。

辊导引件77可以包括容纳第二层14的束14a-14i的一部分的凹的外表面。如在图2中所见，在凹入76内的位置处，第二层14的束14a围绕其相应的辊导引件77的外表面延伸。

在图6a至图6c的示例中，描绘了八个凹入76和八个对应辊导引件77，但是可以注意到，可以提供一个额外凹入和辊导引件，用于与第二层14的九个束14a-14i的直接一对一的对应。在使用中，每一个辊导引件77可以定向第二层14的对应束14a-14i，从而相对于中心孔口79以径向朝外的方式提供周向间隔。束14a-14i的这种周向和径向间隔帮助对束定位，用于在下游围绕第一层12的螺旋放置。

应当注意，由于非驱动辊站50的壳体60的第一和第二凸缘区域61a和61b的居中放置，在图6a至图6c中，凹入76和辊导引件77不围绕分线板70的周边(circumference)均匀设置。尤其，四个凹入76和辊导引件77在壳体60上方相对紧密接近地设置，而其他四个凹入76和辊导引件77在壳体60下方相对紧密接近地设置，使得上和下凹入和辊导引件不直接相邻。然而，在替代实施例中，非驱动辊站50可以设置在与分线板70分离的位置处，在该情形中，所有凹入76和辊导引件77可以围绕分线板70的导引部段73的周界(perimeter)均匀间隔开。

仍然参考图6a至图6c，第一并线模80可以使用安装支架81联接到分线板70的后表面75。在一个示例中，安装支架81包括第一和第二臂82和83，如在图6c中描绘地，每一个臂都具有通过紧固器件84联接到后表面75的上游端，且进一步，每一个臂都具有联接到第一并线模80的下游端。第一和第二臂82和83配置成延伸足够的纵向距离，以便可以在辊52和58内的分开一定距离的凹槽54a-54c中成型的第一层12的束12a-12c可以在第一并线模80处会合。第一并线模80然后将束12a-12c定向成紧密地在一起，且将集合成型的第一层12进一步传递到下游处。第一并线模80可以包括略微大于第一层12的外表面的内表面，且可以提供期望的定向，同时减少束12a-12c的多余的扭曲。

如在图2和图7中描绘地，绕分线板70的导引辊77经过的第二层14的束14a-14i在第一并线模80的外表面周围行进，且在共用并线模90处与第一层12的束12a-12c会合。共用并线模90然后将第二层14的束14a-14i定向成围绕第一层12的束12a-12c的外表面紧密地在一起，且将包括第一和第二层12和14的集合束集15进一步传递到下游处。可以注意到，在一些实施例中，可以省略第一并线模80，且共用并线模90可以同时对第一和第二层12和14两者的束定向。

参考图7，包括第一和第二层12和14的集合束集15被描绘为处于共用并线模90下游的位置处。额外的辊站130可以设置在驱动辊站30、非驱动辊站50、分线板70以及并线模80和90下游处。第三层16的束(其中一个出于说明目的在图7中标记为16a)可以被围绕这些部件导引，且引导到额外辊站130，额外辊站130可以包括形成第三层16的束的横截面形状的辊。包括第一和第二层12和14的集合束集15可以在额外辊站130中的通孔内穿过。随后，集合束集15可以穿过额外分线板97的中心区域，同时，第三层16的束绕分线板97的导引辊经过。分线板97可以与上文中描述的分线板70类似，其中，主要例外是从分线板97的中心区域省略了非驱动辊站50。分线板97朝向第三并线模98以适当的定向导引束16，第三并线模98然后将第三层16的束定向成围绕第二层14的束14a-14i的外表面紧密地在一起，且使包括第一、第二和第三层12、14和16的集合束集17进一步传递到下游。将理解，缆线10的第四层18可以以与上文中所描述的类似的方式围绕第三层16的周界成型和紧固。应当注意，与分线板70和分线板97关联的辊导引件77的描绘仅在图7中出于说明目的被省略(为了更好地描绘大量的束和其他部件)，但是将以在图2和图6a-6c中描绘的方式存在。

有利地，本实施例能够在不要求对应于缆线10的每一层的驱动辊站30的情况下成型缆线10。虽然第二层14的束使用驱动辊站30成型，但是第一层12的束使用非驱动辊站50成型。这具有通过提供更少的大驱动辊站30减少系统20的总占地面积的优点。

此外，当成型第一层12的非驱动辊站50被紧固在还用于导引和定向第二层14的分线板70内时，通过将部件组合在相同位置处，可以进一步合并(consolidated)系统20的总占地面积。虽然在该示例中，非驱动辊站50被示出为紧固到分线板70，但是将理解，非驱动辊站50可以相对于分线板70设置在独立位置处，可以设置在驱动辊站30中形成的专用通路内，或者可以相对于驱动辊站30设置在上游处，同时实现相同的显著优点。

作为又一优点，本实施例允许缆线10的层12和14的速度的单独控制。如上文所述，对于缆线10的任何给定纵向长度，第二层的束14a-14i相对于束12a-12c行进更大距离。因为驱动辊站30和非驱动辊站50是分离和不同的，所以第一层12的束12a-12c可以以第一速度穿过非驱动辊站，第二层14的束14a-14i以第二速度穿过驱动辊站30，该第一速度小于第二速度。如果第一和第二层12和14两者都在共用辊上成型，则这种不同的成型速度将是不可能的。这实现了显著的优点，其中，相对于第一层12的束，第二层14的束可以以更大的速度螺旋形行进更大的距离。

作为又一优点，本实施例允许在不同的辊站30和50处的间隙的单独控制，以适应缆线10的层12和14的大量截面形状。当缆线的两个层使用相同的成型辊同时成型时，一个层的横截面形状不能独立地修改，即，要求全新的一组成型辊。利用本实施例，辊间隙的独立控制可仅仅通过分别改变在站50或站30处的辊间隙，为第一层12和第二层14彼此分离地修改形状。

如上文所述，在替代实施例中，在不脱离本实施例的原理的情况下，缆线10可以包括任何数量的层，且每一层可以包括任何数量的束。此外，虽然大体描述了第一层12的束12a-12c通过非驱动辊站50成型，且第二层14的束14a-14i通过驱动辊站30成型，但是在替代实施例中，第一层12的束可以通过驱动辊站成型，而第二层14的束可以通过非驱动辊站成型。

最终，在图2中示出的可选的断线检测器99可以设置在沿系统20的任何位置处，断线检测器99带有用于检测束断裂的一个或多个传感器。如果检测到这种断裂，则可以发生机器停机以避免进一步的问题。将理解，可以沿系统20以期望的间隔提供其他传感器。

虽然已经描述了本发明的不同实施例，但是除了根据所附权利要求及其等价物外，本发明不受约束。此外，本文中所描述的优点不必然是本发明仅有的优点，且不必然预期本发明的每个实施例都将实现所描述的全部优点。