专利名称：一种用于减少或防止缠绕在卷轴上的纤维损坏的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于防止正被缠绕在一旋转卷轴上的纤维如光纤因已缠绕在该卷轴上的纤维的松开端的甩击动作而损坏的方法。
在光纤或塑料细丝制造业中，是将长度很长的纤维或细丝高速缠绕在由机器带动旋转的卷轴上以供运输和搬运。由于纤维是缠绕在卷轴上的，故纤维是一层一层地绕在该卷轴上。在光纤工业中，纤维缠绕在卷轴上是发生在两个通常位置处，即原先拉制纤维的拉丝塔和可对纤维进行测试的离线筛选工位。在上述每一个位置，均可以超过每秒20米的速度对纤维进行缠绕并以相当高的拉力加以保持。
在这些缠绕动作过程中，纤维均会因机器施加的力而断裂。当纤维断裂时，纤维的松开端由于卷轴的快速旋转而会以高速进行甩击。不受控制的松开纤维端对于已缠绕在该卷轴上的纤维进行甩击并会造成多至5至6层纤维损坏。在光纤工业中，这会损坏大约500米的纤维。断裂的发生是不可预测的，而此时机器必须立即停止以避免甩击而损坏纤维。然而，由于断裂不可预测的且使卷轴停止需要时间，卷轴在一段时间内将不可避免地继续旋转，并且纤维端将自由甩击已缠绕在该卷轴上的纤维而造成该纤维损坏。
理想的是，如果该卷轴被悬挂在自由空间里，则由于该纤维的自由端将不击打一障碍物并重新返回到纤维卷轴上，故不存在甩击损坏的情况。然而在大多数情况下，制造厂商具有防护装置或具有为安全理由而安装的防护装置。在许多缠绕应用场合，缠绕机器上的防护装置包括一围绕卷轴的方盒或一平行于卷轴安装的遮挡板。这些防护装置的目的在于防止纤维在断裂后朝向操作者甩击。然而，这些类型的防护装置实际上增加了纤维尖端击打纤维卷筒的概率。防护装置上任何形式的成角度表面均允许纤维的自由端击打它的一个边缘，从而使纤维重新弹回到卷轴上。
此外，防护装置上必须有一开口以允许纤维缠绕在卷轴上。任何形式的开口都将产生一成角度的边缘，该边缘反过来又在纤维端部产生上述甩击动作。并且，一正圆形防护装置并不提供拦截并保持纤维端部远离卷轴所必需的表面结构。
本发明通过克服有关纤维缠绕的上述一个或多个问题提供一种用以减少或防止损坏正被缠绕在卷轴上的纤维的新方法。本发明提供一种减少或防止因松开纤维端对于已缠绕在卷轴上的纤维的甩击动作而损坏正在缠绕在卷轴上的纤维的新方法。
本发明的主要优点是提供了一种装置，这种装置避免了现有装置的有关或多个限制和缺点。通过将纤维的自由端在卷轴旋转过程中保持贴靠着大致围绕该卷轴的防护装置的光滑表面，可大大减少或完全防止对卷轴上纤维的甩击损坏。
本发明的另一些特点和优点将在以下的说明中提到，一部分将由以下的说明而显而易见或由本发明的实践而得知。本发明的目的和其它优点将通过说明书和权利要求书以及附图所具体指出的过程来实现和达到。
为实现这些和其它优点并按照所实施及广泛描述的本发明的目的，本发明是一种用于减少或防止损坏缠绕在卷轴上的纤维的方法，它包括以下步骤将纤维缠绕在一旋转的卷轴上，该卷轴大致由一具有一面对该卷轴的光滑连续内表面的非圆形防护装置围绕；在卷轴旋转过程中使纤维的一自由端贴靠在防护装置的入口表面上；在卷轴旋转过程中使该纤维端保持贴靠在防护装置内表面上，从而使该纤维的自由端与已缠绕在卷轴上的纤维间隔距离。
本发明也可包括使纤维在卷轴各种旋转度数时均保持贴靠在防护装置内表面上的步骤。该纤维的自由端在当该卷轴转过至少90°、180°、或270°但小于360°时被卷入防护装置的入口表面后可保持贴靠在该防护装置的内表面上。
应当理解，前述一般描述和以下的具体描述都是示意性和解释性的，目的在于为本发明的权利要求提供进一步的解释。
附图系用于提供对本发明的进一步理解并构成本说明书的一部分，这些附示说明本发明的一实施例并与说明书一起用来解释本发明的原理。
附图简单说明
图1为现有技术纤维缠绕装置的侧视图。
图2为示出断裂纤维的甩击动作的现有技术纤维缠绕装置的侧视图。
图3为按照本发明的防护装置的一个实施例的侧视图。
图4-9为图3所示防护装置的侧视图，系进一步表示松开纤维端围绕防护装置的顺序轨迹。
图1示出一现有技术纤维缠绕装置的侧视图。纤维1正被以例如30米/秒的一较高速率缠绕在卷轴2上。卷轴2装在支座3上。纤维1被保持在一相当高的张紧力下以保证适当缠绕在卷轴2上。如纤维为光纤，则它可直接由任何已知类型的拉丝装置(未示)或一已知类型的筛选装置(未示)供应。
理想的是，如果该卷轴被悬空在自由空间里，则该卷轴周围根本不需要有任何罩壳或防护装置。然而，如图1所示，为了防止万一纤维断裂伤害站在卷轴附近的操作者而将防护装置4安装在卷轴2的后面。实际上，如果纤维1断裂，松开的纤维端部将甩回防护装置4。
然而，如图2所示，纤维能甩到的如标号5处所示的该防护装置上任何形式的边角将引起纤维端部或尾部本身围绕该边角缠绕并甩回纤维卷筒。为避免因甩击而损坏纤维，可通过用一绕卷轴的光滑表面挡拦纤维端将其收容。将卷轴包围在一圆柱中可使纤维端因旋转卷轴的离心力而离开纤维卷筒。然而，必须有一个供纤维进入圆柱的入口。如上所述，任何形式的开口对于纤维都将产生一严重的甩击源。因此，在缠绕操作过程中必须允许纤维进入卷轴。一个围绕装运卷轴的正圆形圆柱体并不防止纤维甩击引起纤维卷筒的损坏。
现在来具体参照本发明的较佳实施例，其一个实例示出在附图中。图3示出本发明的示意性实施例，并通常用标号10表示。
如实施例所示，本发明涉及一种用于减少或防止损坏正在卷轴上缠绕的纤维的方法，这种方法包括若干步骤。如图3所示，按照本发明的防护装置10在发生断裂后在两个相位过程中对纤维尖端进行控制。第一相位是在断裂后该尖端向纤维卷筒进入处。纤维断裂时，它绕拉丝或筛选装置的皮带轮弹起并取一直接高速轨迹进入卷轴，初期而造成纤维损坏。第二相位是纤维绕纤维卷轴连续旋转。旋转的纤维端会冲击一表面并以足够的能量重新弹回到纤维卷轴中而造成纤维损坏。为保证不损坏纤维卷筒，纤维尖端与卷轴之间的间隔必须为最大。
本发明的第一步骤是将纤维缠绕到一旋转的卷轴上，该卷轴基本上由一非圆形防护装置10围绕。防护装置0最好具有一面对卷轴的光滑而连续的内表面。该光滑表面有助于防止纤维重新弹回到纤维卷筒上。
图4示出一在纤维断裂后弹射出的纤维轨迹。由于纤维中的高张力和卷轴旋转的方向，纤维在发生断裂时会直接甩击到卷轴区域内。为防止纤维1的松开端部击打已缠绕在卷轴2上的纤维，设有拱形部A1以保证纤维端部对于防护装置安装臂6右面的冲击。拱形部A1限定防护装置入口表面。
为防止纤维1的松开端部损坏纤维卷筒，本发明的下一步骤是在卷轴旋转时使纤维1的自由端贴靠于防护装置10的入口表面。图5示出正被拦截在由拱形部A1形成的内入口表面上的纤维1的松开端部。拦截纤维1的松开端是通过在一位置处提供一光滑拱形表面实现的，以当纤维1的松开端部逼近卷轴2时，在击打纤维卷筒之前先冲击防护装置10的表面。拦截是通过拱形入口表面A1和A2与通过卷轴2的旋转施加到纤维端部的离心力相结合来实现的。
为确保纤维1的松开端部不重新弹回和冲击到纤维卷筒，本发明的最后一个步骤是在卷轴旋转时使纤维端保持贴靠在防护装置10的内表面上，从而使纤维的自由端与已缠绕在卷轴上的纤维保持间隔距离。较佳为在卷轴旋转90°使纤维端部保持贴靠在防护装置10的内表面上，在旋转180°时保持贴靠则更佳，最佳是在旋转270°时保持贴靠。
如图3和图4所示，为了在卷轴的整个旋转过程中确保使纤维保持在防护装置10上，防护装置10的形状为非圆形。为了对一断裂纤维1的松开端部进行最佳化控制，防护装置10最好由若干拱形部组成。
图3和4示出防护装置10的一较佳实施例。在该较佳实施例中，防护装置10系由七个拱形部A1-A7组成。然而，只要使防护装置的内表面仍保持光滑且无折角，可采用不同数目的拱形部。
每个拱形部具有不同的半径R1-R7。为使保持纤维的防护装置10的表面的数量最大化，这些半径均由卷轴中心偏置。偏置点的位置可根据卷轴和防护装置的大小变化。
图6和7示出由拱形部A3至A7限定的连续光滑的防护装置内表面，结合卷轴2旋转的离心力将纤维1的松开端保持贴靠着防护装置内表面。换句话说，通过卷轴2的旋转并结合防护装置10的拱形使纤维端部以最小的重新弹回作用沿防护装置10的表面拉。因此使纤维端部保持贴靠着防护装置。由于防护装置内表面是些无折角表面，因此纤维端并无甩击作用，且纤维轨迹与防护装置内表面相一致。
图8和9表示在纤维到达防护装置人口前沿防护装置10的最后部分的纤维轨迹，最后部分11是防护装置的一基本直线部分。它被设置用来在纤维端部朝防护装置入口部松开之前将纤维端部引向卷轴。纤维轨迹的重新导向可使纤维以一角度从防护装置表面引出。当卷轴2旋转时，纤维1的松开端部起初向该卷轴弹射过去，然后直接朝向由拱形部A1形成的防护装置入口表面送入。这个纤维轨迹保证松开的纤维端将不会甩击到防护装置安装臂6并重新弹回到纤维卷筒上。相反，该松开的纤维端部采取与图4和5相似的轨迹以防止甩击损坏卷轴2上的纤维。
显然，熟悉本领域的人员可以不脱离本发明的精神和范围对上述发明作出各种修改和变型。因此，就意味着本发明包括在所附权利要求书范围内的本发明的修改和变型及其等同物。
权利要求
1．一种用于减少或防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，包括以下步骤将纤维缠绕在一旋转的卷轴上，该卷轴大致由一具有一面对该卷轴的光滑连续内表面的非圆形防护装置围绕；在卷轴旋转过程中使纤维的一自由端贴靠在防护装置的入口表面上；在卷轴旋转过程中使该纤维端保持贴靠在防护装置内表面上，从而使该纤维的自由端与已缠绕在卷轴上的纤维保持间隔距离。
2．如权利要求1所述的防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，其特征在于，当所述卷轴转过至少90°时，在所述纤维的自由端被卷入卷轴的入口表面后保持贴靠在所述防护装置的内表面上。
3．如权利要求1所述的防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，其特征在于，当所述卷轴转过至少180°时，在所述纤维的自由端被拦截到卷轴的入口表面上后保持贴靠在所述防护装置的内表面上。
4．如权利要求1所述的防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，其特征在于，当所述卷轴转过至少270°时，在所述纤维的自由端被拦截到卷轴的入口表面上后保持贴靠在与所述防护装置的内表面上。
5．如权利要求1所述的防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，其特征在于，当所述卷轴转过至少270°但小于360°时，在所述纤维的自由端被拦截到卷轴的入口表面上后保持贴靠在所述防护装置的内表面上。
6．如权利要求1、2、3、4或5所述的防止损坏正在一卷轴上缠绕的纤维的方法，其特征在于，所述防护装置的内表面包括一适于将纤维的所述松开端部的轨迹引向所述卷轴的基本直线端部。
全文摘要
一种用于减少或防止因纤维松开端部对已缠绕在卷轴上的纤维的甩击动作而损坏正在该卷轴上缠绕的纤维的方法,该方法包括使正在该卷轴上缠绕的纤维的松开端部贴靠着基本围绕卷轴的非圆形防护装置的内侧表面的步骤,当卷轴旋转时因离心力使纤维的自由端保持贴靠在防护装置内侧表面上,从而与已缠绕在卷轴上的纤维保持间隔距离。
文档编号B65H54/72GK1217395SQ9811551
公开日1999年5月26日 申请日期1998年6月23日 优先权日1997年6月23日
发明者马克S·托塔, T·斯坦·沃尔顿 申请人:康宁股份有限公司