绞合单根电缆的方法及装置与流程

1.本发明涉及一种用于绞合单根电缆、尤其是用于绞合成对的单根电缆以形成电缆束的方法和装置。


背景技术：

2.在各种工业应用领域都需要由单根电缆绞合(下文称：电缆束绞合)而成的电缆束。每根单根电缆都具有线股，该线股又是由绞合线材(下文称：线股绞合)形成。绝缘层围绕单根电缆的各个线股。在所述电缆束绞合之前，所述单根电缆被切割成一定的长度，即，被修整，并且，可选地，还可被组装，即，设置触头部件等。
3.ep1032095a2公开了一种用于同时处理三个导线对的绞合装置。一对导线，即，一对单根电缆，被夹持在保持单元和绞合头之间。绞合头绕绞合轴线旋转，从而执行绞合过程。所引发的导线对的缩短通过绞合头平行于所述绞合轴线的移动来补偿。ep1032095a2中公开的绞合装置用于组装以及绞合电缆(下文称为自动生产)。在已知的变型中，绞合装置仅用于绞合，而不用于组装电缆(下文称为半自动生产)。在根据变型装置的情况下，与导线对绞合相关的缩短，例如通过所述保持单元平行于绞合轴线的移动来进行补偿。
4.wo2013/068990a1公开了一种与ep1032095a2中所公开的绞合装置类似的绞合装置，其中，其设置两个绞合头，所述绞合头沿相反的方向旋转。
5.wo98/06155a1公开了一种与ep1032095a2中所公开的绞合装置类似的绞合装置，其中，在每种情况下，为每一电缆端部设置解捻单元，由此替代保持单元，所述解捻单元在绞合过程中沿着与绞合头相同的旋转方向旋转。
6.需要解决的技术问题
7.通过电缆束绞合获得的电缆束所具有的特定性能包括，例如，所需的捻距或绞合捻距，以及所需的捻数或绞合捻数。捻距通常被理解为当投影到平面上时，单根电缆的两个相邻的、相同交点彼此之间的距离或平均距离。因此，捻数等于这些交点的总和。
8.通过电缆束绞合获得的电缆束始终在绞合轴线周围具有一定的弹性。对于通过根据ep1032095a2或wo2013/068990a1的电缆束绞合获得的电缆的情况下，电缆束(这里：电缆对)在绞合过程结束之后倾向于与绞合状态相反地再次解绞，从而至少部分地再次解绞。因此，捻数和/或捻距可能以不可接受的方式变化，或者可能偏离规定值。众所周知的是，抵消这种现象的方法是，绞合过程所持续的时间应超过所需捻距和/或捻数所需的绞合过程的持续时间(“过度绞合”)。随后可沿相反方向进行旋转运动(“反向绞合”)，从而分别减少或降低所述电缆束的弹性形变。由于过度绞合，可能会产生高扭转力，而这可能是不必要或是不可接受的，尤其是对于具有较小的线股横截面的电缆。
9.wo98/06155a1中试图避免过高的扭转力，其方式是，在绞合过程中通过解捻单元进行扭转补偿。由于电缆端部不再相对于绞合头以旋转固定的方式夹持在解捻单元中，因此，提供了钻头往返移动部件(drill shuttle)形式的导向单元以用于指定捻距。所述导向装置通过销将两根电缆分开，并在绞合过程中从绞合头向解捻单元移动。
10.然而，对于根据wo98/06155a1获得的电缆束，捻距以不可接受的方式分散，即，两个相同电缆束之间的捻距偏差以及同一电缆束内的捻距偏差可能高得难以接受。对于根据wo98/06155a1的技术获得的电缆束，交点之间的距离有时较大，这也在单根电缆之间形成(所谓的大孔眼)，这降低了所获得的电缆束的质量。
11.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于绞合单根电缆以形成电缆束的改进的选择。


技术实现要素：

12.根据一方面，本发明提供了一种用于绕绞合轴线绞合单根电缆的方法。所述单根电缆各自沿着电缆轴线延伸。每根单根电缆具有多条线材，这些线材沿线股绞合方向被绞合以形成线股。每根单根电缆还具有第一电缆端部和第二电缆端部。所述方法包括分别保持第一电缆端部以及保持第二电缆端部，以及随后第二电缆端部绕绞合轴线以与线股绞合方向相反的方向共同旋转，以形成包括指定的或可指定的捻数和/或包括指定的或可指定的绞合捻距的绞合电缆束。在共同旋转期间，第一电缆端部各自绕相应的单根电缆的电缆端部旋转，即沿与共同旋转相同的旋转方向旋转，以释放各单根缆线的拉力。
13.根据另一方面，提供了一种装置，其被配置用于执行本文所述的方法。所述装置具有单线或单独的旋转单元和绞合单元。所述单线旋转单元被配置为分别保持所述第一电缆端部中的相应一个。所述绞合单元被配置为保持第二电缆端部。所述单线旋转单元和绞合单元被布置成使得它们保持单根电缆基本上平行于绞合轴线。
附图说明
14.通过下文结合附图的描述，可以得到实施方式中的更多方面、特点、优势和效果。
15.其中：
16.图1示出了电缆束区域的示意图，以解释在本文中所使用的术语；
17.图2示出了包括绞合单元和保持单元的绞合装置的示意图；
18.图3示出了包括两个彼此相对设置的绞合单元的绞合装置的示意图；
19.图4示出了包括绞合单元和用于每一单根电缆的相应的单线旋转单元的绞合装置的示意图；
20.图5示出了包括单根缆线的电缆束的示意图，以解释线股绞合方向和电缆绞合方向；
21.图6示出了一图，其中示出了用于替代实施方式中的“同向顺捻绞合”的电缆束的可生产区域；以及
22.图7示出了一图，其中示出了用于替代实施方式中的“反捻绞合”的电缆束的可生产区域。
具体实施方式
23.图1示出了电缆束的一区域的示意图，该区域整体上以10表示。电缆束由作为电缆对的单根电缆11和单根电缆12组成。应注意的是，两条单根电缆11、12的数量是示例性且非限制性的，本文所描述的方面和特征也可全部或部分应用于具有两条以上单根电缆11、12
的电缆束，并产生相同或相似的效果。在实施例中，两条单根电缆11、12仍然可以用于一个电缆束10。
24.在图1中，单根电缆11的第一电缆端部15和单根电缆12的第一电缆端部16位于同一侧。例如，第一电缆端部15、16已经被组装，在本实施例中，第一电缆端部上具有触头13a和索环13b，第二电缆端部16上具有触头14a和索环14b。单根电缆各自具有线股，所述线股由绞合线材形成，这将在下文中参考图5更详细地说明。在图1中标记为b的虚线右侧的区域，单根电缆11、12被绞合，因此，在投影平面，例如在图1的绘图平面中，存在单根电缆11，12相交的点。当在垂直于投影平面的方向上的两个交点处存在相同顺序的单根电缆时，则在投影平面中存在相同的交点。两个相邻的相同交点之间的距离称为绞合捻距，或简称捻距，以a表示。两个相邻的相同交点间的投影平面中形成有两个孔眼19，并且对于高质量电缆束10，其应尽可能地小。
25.在以下段落中也采用图1中的术语，并且将不再重复其描述。
26.图2示出了普通绞合装置200的示意图，其包括两条单根电缆11、12的夹持电缆束10。单根电缆11的第二端部17位于单根电缆11的第一端部15的对面。因此，单根电缆12的第二端部18位于单根电缆12的第一端部16的对面。第二端部部17和第二端部18共同地夹持到绞合单元30中。第一端部15被夹持到第一保持单元21中。第一端部16被夹持到第二保持单元22中。所述绞合单元30被构造成使得其能够绕绞合轴线v旋转，以在绞合方向p上执行绞合过程。为了补偿在绞合过程中彼此绞合的单根电缆11、12的缩短，绞合单元30能够基本上平行于绞合轴线v在方向u上移动。如本文所使用的，平行于绞合轴线v延伸的方向也包括绞合轴线v本身的方向。
27.图3示出了根据图2的绞合装置200的绞合装置300。与绞合装置200不同，在绞合装置300中不存在保持单元21、22。取而代之的是，提供了另一绞合单元31。前端部15、16被共同地夹持到另一绞合单元31中。而绞合单元30被构造成使得其能够在沿绞合方向p执行绞合过程的同时绕绞合轴线v旋转，而另一绞合单元31被构造成使得其能够在沿相反方向q执行绞合过程的同时绕绞合轴线旋转。
28.对于图2和图3所示的绞合装置200、300，在电缆束的足够大的区域上形成基本均匀的捻距a会导致单根电缆11、12具有足够的机械预应力。捻距在很大程度上取决于单根电缆11、12的材料特性以及在绞合过程中绞合单元30和可选的另一绞合单元31的旋转次数。特别是在较小的线股横截面的情况下，单根电缆11、12的扭转，即，单根电缆的高机械预应力是不期望的。
29.图4示出了类似于图2和图3的绞合装置400，其可用于执行根据实施例在本文中公开的方法。绞合装置400与图1的绞合装置100的不同之处在于，例如，单线旋转单元(单独的旋转单元)41被设置用于夹持单根电缆11的第一端部15，以及，单线旋转单元42被设置用于夹持单根电缆12的第二端部16。单线旋转单元41被设置成使得其将被夹持的单根电缆11的第一端部15沿着其电缆轴线v1保持在第一端15上。单线旋转单元42被设置成使得其将被夹持的单根电缆12的第一端部16沿着其电缆轴线v2保持在第一端部16上。两个单线旋转单元41、42还被设置成使得它们在相应的第一端部15、16上保持单根电缆11、12基本平行于绞合轴线v。
30.在图4中，绞合装置400还包括用于至少部分地分离单根电缆11、12的导向装置35。
所述导向装置35可以基本上平行于绞合轴线v在方向x上移动。通过在绞合过程中导向装置35的引导或受控移动，捻距a可以根据需要保持恒定或变化。
31.与根据图2和图3的绞合装置200、300的情况相似，对于图4的绞合装置400，其绞合单元30也可以至少沿绞合方向p绕绞合轴线v旋转，即，可以绕绞合轴线以旋转方式被驱动。单线旋转单元41可以可选地绕电缆轴线v1来回旋转。这通过图4中的双箭头q1表示。因此，单线旋转单元42可以可选地绕电缆轴线v2来回旋转。这由图4中的双箭头q2表示。
32.本文公开的方法规定，第一电缆端部15、16例如通过图4的装置400的单独的单线旋转单元41、42被分开保持。这种保持代表了例如在绞合过程开始之前的状态，此时单根电缆11、12被夹持到装置400中，即，在保持之后进行绞合过程。
33.在绞合过程中，第二电缆端部17、18共同绕绞合轴线v旋转，并且由此形成具有规定的或可规定的捻距数和/或具有规定的或可规定的捻距长度a的绞合电缆束10。
34.与现有技术中已知的方法相比，绕绞合轴线v的这种共同旋转与线股的绞合方向相反地发生，下面将参照图5进一步描述。
35.再次与现有技术中已知的方法相比，第一电缆端部15、16中的每一个在该共同旋转期间分别绕其各自的电缆轴线v1、v2旋转，即，在与该共同旋转相同的旋转方向上旋转。这例如通过分别在适配的旋转方向q1或q2上驱动相应的单线旋转装置41、42来实现。由此，相应的单根电缆11、12被解除扭转。
36.如本文所使用的，扭转的解除包括，例如减小或消除扭转力或扭转力矩，所述扭转力或扭转力矩将通过每根单根电缆11、12中的共同旋转而产生。为了实现本文所述的优点，扭转的解除或解扭不必完全发生。这意味着，在绞合过程中，扭转单元30的(总)旋转角度可以小于单线旋转单元41、42的(总)旋转角度。
37.在本文所述的方法的情况下，就会发生反捻绞合。反捻由此表示(旋转)电缆绞合方向和(旋转)线股绞合方向之间的可反向旋转性。
38.图5示意性地示出了例如，两条单根电缆11、12的电缆束10及其两个备选方案中的相应线股：在备选方案a中(图5左侧)，从电缆端部看，线股绞合方向为顺时针方向(线股绞合方向s)。因此，在备选方案a中形成线股的绞合线11a、12a在所示的投影平面中从左上方延伸到右下方。因此，在备选方案a中形成绞合电缆束10的单根电缆11、12在所示投影平面中从左下方延伸到右上方(电缆绞合方向z)。在备选方案b中(图5右侧)，从电缆端部看，线股绞合方向为逆时针方向(线股绞合方向z)。因此，在备选方案a中形成线股的绞合线11a、12a在所示的投影平面中从左下方延伸到右上方。因此，在备选方案a中形成绞合电缆束10的单根电缆11、12在所示投影平面中从左上方延伸到向右下方(电缆绞合方向s)。
39.已经表明，通过本文所述的方法可以获得具有非常低的差异或偏差的捻距和捻数，且具有非常小的孔眼的绞合电缆束10。同时，根据本发明所述的方法，每条单根电缆11、12仅轻微地扭转。所得到的电缆束10不具有任何解扭趋势或仅具有最小解扭趋势。
40.图6示出了一图，在该图中，将绞合捻距a(电缆捻距)与线股捻距b进行了定性比较，即，根据现有技术，在以顺捻(等捻距)绞合期间。图7也示出了一图，而在该图中，将绞合捻距a(电缆行程长度)与线股捻距进行了定性比较，即，在如本文所述的方法的情况下的以反向捻合(反捻)绞合期间。在每种情况下，电缆束显示出良好质量特性的区域以附图标记50表示。在各种条件下，电缆束不再具有最佳质量特性的区域以附图标记60表示。在各种条
件下，不再能产生电缆束的区域以附图标记70表示。已表明，根据本文所述的方法所进行的反向捻合的方法获得了显著的工艺改进。
41.下面将结合附图来描述其它替代方案和实施方式，这些附图已经在上面进行了更详细的描述。
42.根据一实施方式，所述方法还包括：在共同旋转之前，第一电缆端部15，16中的每一个绕相应的单根电缆的电缆轴线v1，v2进行单独旋转，以进行预扭转。如本文所使用的，预扭转包括在绞合过程之前将扭转系统地施加到相应的单根电缆上。所述预扭转以这样的方式进行，避免了对相应的单根电缆造成的与扭转相关的损坏。所述预扭转具有与上文参考现有技术描述的过度绞合以及后续的反向绞合类似的效果。然而，已经表明，线股的应变较小。对于通过预扭转扩展的方法，还表明，单根电缆11，12在预绞合电缆束10中，彼此更紧密地靠近，且孔眼尺寸减小，而不会提高预应力。所述绞合电缆束10还保持更高的尺寸稳定性。未绞合的电缆端部15，16；17，18的自动解捻趋势进一步降低。
43.在一替代实施方式中，用于预扭转的单独旋转在每种情况下都是在线股绞合方向s，z上进行的。在该替代实施方式中，可以在相应的单根电缆x中补偿绞合电缆束10的螺旋几何形状，从而降低甚至完全消除绞合电缆束10中的扭转。
44.在另一替代实施方式中，用于预扭转的单独旋转在每种情况下都是在与线股绞合方向s、z相反的方向上进行。在该替代实施方式中，可以进一步降低大的孔眼的形成。此外，在该替代实施方式中，未绞合的电缆端部15、16；17、18的自动解捻趋势被进一步降低。
45.根据一实施方式，用于预扭转的第一电缆端部15、16中的每一个的单独旋转是绕一旋转角度进行的，该旋转角度最大为总旋转角度的10％，而该总旋转角度是第二电缆端部17，18达到捻距数所必须的。已经证实，这种最大为捻数的10％的预扭转足以实现本文所述的效果和优点。
46.根据一实施方式，所述方法还包括重复确定变量，该变量与所述单根电缆中的至少一根电缆的扭矩或扭转应力相关。进行第一电缆端部绕相应的单根电缆的电缆轴线的单独旋转，直到所确定的变量低于预设或可预设的阈值以下。
47.根据一实施方式，所述方法还包括修整单根电缆。在替代实施方式或其他实施方式中，所述方法还包括将一个或多个触头部件13a、13b、14a、14b附接到第一电缆端部15、16和第二电缆端部17、18中的至少一个。
48.根据一实施方式，所述方法还包括使第一和第二电缆端部朝向彼此移动。由此可以补偿电缆束的与绞合相关的缩短。例如，为此目的，绞合单元30平行于绞合轴线v可移动地布置。在替代实施方式或其他实施方式中，为此目的，所有的单线旋转单元41，42平行于绞合轴线v可移动地布置。为此，所述装置400例如被配置为通过可移动布置的绞合单元30和/或单线旋转单元41，42使第一和第二电缆端部11，12朝着彼此移动，以补偿所述电缆束的与绞合相关的缩短。
49.根据与装置400相关的一实施方式，所述绞合单元30平行于绞合轴线v可移动地布置。在替代实施方式或其他实施方式中，所有单线旋转单元41、42平行于绞合轴线v可移动地布置。所述装置400被配置成使得其施加基本平行于绞合轴线v的拉力，以延伸单根电缆11，12和/或电缆束10。该延伸可以在绞合之前和/或绞合期间进行。由此可以进一步提高绞合电缆束10的均匀性，尤其是捻距a的均匀性。
50.根据与装置400相关的一实施方式，装置400包括用于至少部分地分离单根电缆11、12的导向装置35。所述导向装置35可以在x方向上基本上平行于绞合轴线v移动。所述装置400被配置成使得导向装置35在第一电缆端部15、16的方向x上与绞合单元30的与旋转相关的变量基本同步地移动。由此可以进一步提高绞合电缆束10的均匀性，尤其是捻距a的均匀性。
51.需注意的是，本文所描述的各方面、特征以及实施方式可以根据需要在本领域技术人员的行为背景下进行组合，和/或可以变化或省略个别特征。所描述的实施方式是示例性的，且在不脱离由权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以在适当的情况下修改或调整，以及组合和/或省略其特征。