交替反向绞合的方法和装置及交替反向绞合产品
--no marking-->本发明概括地说是关于交替反向绞合，即所谓SZ绞合。更确切地说，本发明的目的是交替反向绞合方法，以此制成的产品（如电缆或类似产品）是由内芯元件（9）和/或以交替反向绞合地伸长的元件（2）所组成。其中，伸长的元件（2）可以是金属线、导线、光纤或它们的组合，或类似物，或是可绞合成四芯金属线、导线等。其所使用的交替反向绞合装置包括：
-位于将被处理的元件（2，9）输入端的固定分隔装置（3）;
-位于处理后的元件（2，9）输出端的周期地反向旋转绞合装置（6）;
-为了使处理过的元件（2，9）相互间被压紧而设置的压紧装置（7），最好是一螺纹接套;
-为确定将被处理的元件（2，9）的馈送路线的装置（4，5），该装置设置在上述分隔和绞合装置之间。
本发明的另一个目的是用交替反向绞合装置来制成产品，如电缆或类似物，该产品由内芯元件（9）和/或交替反向绞合地伸长的元件（2）所组成。其中，伸长的元件（2）可以是金属线、导线、光纤或它们的组合物，或类似物，或是可以绞合成四芯金属线、导线等。上述装置包括：
-位于将被处理的元件（2，9）输入端的固定分隔装置（3）;
-位于处理后的元件（2，9）输出端的周期地反向旋转绞合装置（6）;
-为使上述处理过的元件（2，9）被相互压紧而设置的压紧装置（7），最好是一个螺纹接套;
-为确定将被处理的元件（2，9）馈送路线的装置（4，5），该装置设置在上述分隔和绞合装置（3，6）之间。
本发明还有一个目的是得到交替反向绞合产品，如电缆和/或光缆、导线或类似物。伸长的元件（如导线、金属线或类似物）通常是在SZ绞合装置上进行绞合，例如：使用导向牵引装置而使之从输入侧通过作为固定分隔装置的第一圆周分布多孔板，然后通过作为绞合装置的周期地反向旋转摆动的第二圆周分布多孔板，再进入压紧装置中，最好是一螺纹接套，在其中，各元件被相互压紧，最后应用扭转装置来紧固被压紧后的元件，而成为交替反向绞合产品，再经过牵引装置将其绕在卷轴上或者将绞合产品送到下一个工作阶段。在这种传统的SZ绞合装置中，一个被固定在绞合装置中心上并随其旋转的圆管形中间元件通常被置于分隔和绞合装置之间，该中间元件的另一端安装轴承，使之能相对于分隔装置旋转。
但是，这种传统的装置包含下列缺点：中间元件的旋转速度总是恒定的，因此，伸长的元件的绞合圈数趋向于聚集在绞合装置一端，由此使伸长的元件间距变密，而且它们进入绞合装置的偏向角增加了。其次，在绞合方向上的反向点之间，绞合元件的螺旋圈数受到很大限制，最多是10圈，另外，牵引上述元件所需的牵引力增加了，而使绞合产品的螺旋圈趋于疏松。
然而，这些主要问题，如：将被绞合的元件的聚集，大的牵引力和少的螺旋圈数，在以前试图用三种不同的方法来解决，但仍没能找到令人满意的解决方法。
第一，按照美国专利公告US3910022和US4414802，在固定的分隔多孔板和周期地反向摆动的绞合多孔板之间采用一种弹性扭曲的扭管，其内部空间由分隔器加以分隔，以保持将被绞合的元件互相分离，由上述分隔器来确定将被绞合的各个元件的馈送路线。
第二，按照公开的芬兰专利申请FI803958和美国专利公告US4426838，在固定的分隔多孔板和周期地反向摆动的绞合多孔板之间采用弹性扭曲的缆，棒或线，以固定若干个在轴向上间隔隔放置的盘形的和周围分布多孔的盘，上述多孔盘的孔作为各个将被绞合的元件的导向装置。
第三，按照公告US4426839和SU549943，在固定的分隔多孔板和周期地反向摆动的绞合多孔板之间圆周地采用若干分隔管或螺旋装置，由此每个管或螺旋装置的内部空间可作为每个将被绞合的元件的导向装置。根据上述美国公告，管装置同提供给管装置的圆周开口的板扎在一起。而按照苏联公告，螺旋装置在分隔和绞合装置之间自由延伸。
上面所述的缺点，如，元件的聚集，大的牵引力，低的圈数，并且特别是以高速旋转时产生的所谓“跳绳”现象，这都试图由美国专利3847190的方法来解决，其中确定了各个伸长的将被绞合的元件馈送路线的管设置在较大的筒形套管内部，并且将其一端固定在固定分隔多孔板上，将另一端固定到上述旋转套管的端部凸缘上。其它的缺点试图由西德公告DE3404264的装置来解决，它是一种改进的传统SZ绞合装置，该装置包括一根随绞合装置旋转的刚性中心管，将被绞合的元件被绕在此中心管的圆周上，引起聚集的阻滞效应试图由提供给分隔多孔板的自身旋转驱动来解决，并且还可由支承在中心管的圆周上的一个轴承并在其上安装的一个圆周上开孔的中间孔板来解决，在此孔板上需提供给一个自旋转驱动。因此，由于可旋转的中间孔板，使绕在中心管上的伸长的元件的间距有一些增加。但主要的问题，如摩擦的增加和少的圈数，仍不能解决。
尽管如此，上述的解决方法有可能明显减少将被绞合的元件的聚集趋势及不利的影响。但此目的仍没有获得令人满意的解决办法，很多实质性的缺点包括：
-当伸长的将被绞合的元件通过处在分隔和绞合装置之间的弹性扭转的管中时，扭转管限定扭转的能力限制了管子的扭转圈数，并且由此还限制了将被绞合的元件的绞合圈数，其缺点是：在绞合方向上的反向点必须明显地相互靠近放置;
-当一个扭转缆或类似物用在分隔和绞合装置之间时，并且当上述扭转缆是用若干轴向间隔放置的多孔盘来引导各个伸长的元件时，伸长的元件被紧绕在此扭转缆上。这就不可能消除这样一些缺点，如：当在一个方向上绞合的圈数增大到10以上时，引起阻塞因素和摩擦的增加。还要说明的是：用这种方法或装置来制造需要使用中央元件（即“芯线”）的产品是不可能的。
当采用平行和环形装置（如螺旋或管）来确定分隔和绞合装置之间的各个伸长的元件的馈送路线时，提供用于绞合的高旋转速度是不可能的。这只是因为下垂力和离心力使用于确定元件馈送路线的上述装置难于分离而且容易使它们相互间不均匀地绞合。这严重阻碍了容易的绞合，而且增加了生产不适于这种目的电缆的可能性。
本发明的主要目的是提供一种改进的交替反向绞合方法和装置，以从根本上消除上述的传统的交替反向绞合方法和装置的缺点。
这个目的可由本发明前面所述的交替反向绞合方法来得到，即：将被绞合的伸长的元件从上述分隔装置拉到上述压紧装置上，这是通过设置在中心管圆周上的弹性扭转的圆周管来达到的，各个伸长的将被绞合的元件分别从上述圆周管内通过，而且此圆周管被周期地以某个方向紧绕在中心管上扭绞几圈。
这个目的还可以由按照本发明的前述的交替反向绞合装置来获得，即：上述用于确定馈送路线的装置是作为将被处理的元件的支承和导引装置，并且包括一个中央配置的中心管和在上述分隔和绞合装置间采用的周期性反向绞扭的圆周管（4），以使上述圆周管在每个扭绞阶段以一个方向紧靠在中心管的圆周上，以此，使上述将被绞合的元件被安排从上述圆周管内通过。
本发明第二个重要目的是制成一种全新的交替反向绞合产品，其中在绞合方向上的每个反向点之间的距离比以前所能想象到的要长。
按照本发明，新型交替反向绞合产品与以前公知的交替反向绞合产品有所不同，该产品的各圆周绞合元件在绞合方向的反向点之间的绞合圈数是在10～100之间，最好是30～80之间。
本发明基于一种创造性想法，即：在分隔和绞合装置之间所采用的装置被用来既支撑每个将被绞合的元件，又确定将通过本发明装置的每个元件的无摩擦馈送路线。由于本发明使得不但增加各个方向上的绞合圈数而且增加绞合方向上反向点间的距离成为可能，同时，还增加了有效侧向距离，这都是由绕在中心管圆周上的圆周弹性扭转管来实现的。这样，实际上不但减少了绞合装置一侧的伸长的元件的聚集趋势，而且也减少了对于施加在将被绞合的伸长的元件上的高牵引力所造成的高摩擦力的影响。
本发明的最佳实施例将用参照附图所示的例子的方式来说明：
图1是根据本发明的第一优选实施例的交替反向绞合装置的截面局部侧视图;
图2是按照一个优选实施例的用以确定将要通过SZ绞合装置的伸长的元件馈送路线的装置截面图，该装置的分隔和绞合装置之间使用;
图3是按照另一种优选实施例的用以确定将要通过SZ绞合装置的伸长的元件馈送路线装置的纵向截面图，该装置在分隔和绞合装置之间使用;
图4是按照本发明的第二优选实施例的交替反向绞合装置的简化局部截面的视图;
图5是适用于进入分隔和／或绞合装置的一个开孔的一个圆周管的优选紧固安置截面图。
按照本发明，如图1或4所示的交替反向绞合装置（以下称为“SZ绞合装置”）包括：
——固定的分隔板3，它用在将被绞合的元件2的输入端，其中将被绞合的元件2是如电缆和／或光缆，导线和纤维，部分电线或导线、四芯线及它们的组合，以下称为“导线”，它是从始端卷盘上拉出并由SZ绞合装置进行绞合。
-可周期性反向旋转的绞合装置6，它用在将被绞合的导线的输出端，以及
-设置在分隔装置和绞合装置3和6之间的支撑装置和导引装置4和5，它确定了将被绞合的导线2的馈送路线。
按照本发明，当SZ绞合产品由SZ绞合装置来制造时，将被绞合的导线2和一个可能的线芯元件9（其可以是如电缆，电线或光纤，聚丙烯、聚苯乙烯或纸芯导线或类似物），按上述的那样拉出，通过分隔装置3进入支撑和导引装置4和5，而后通过绞合装置6进入压紧装置7，最好是在导线2的馈送方向上的一个有圆锥形开口的螺纹头，其中的SZ绞合导线2和可能的线芯元件9相互压紧，从而形成交替反向绞合产品8，最后进一步用适当的旋压装置（没有在附图中示出）来紧固，以消除松疏的危险。
分隔装置3和绞合装置6最好是由多孔板构成，或类似物来构成，其中包括：
一个作为中心管5的中央开口，可使可能的线芯元件9从中拉出;
以及
若干个圆周管4的开孔分别在上述中心管径向的圆周上相互等距地设置，并且导线2分别从中拉出。
按照图1和4所示的本发明第一和第二优选实施例的SZ绞合装置，用于分隔导线2和可能的线芯元件9的固定多孔板3静止地固定到SZ绞合装置的第一支撑结构上，在导线2和可能的线芯元件9的输出端上的多孔绞合板用轴承安装到SZ绞合装置的第二支撑结构上，并且给它提供自旋转驱动，最好是由带有链子，齿轮或皮带传动的电动机构成，由此，以一种简单的方法就可实现摆动旋转的速度调节和反向自动化。
为了达到本发明的目的，用来确定导线2和可能的线芯元件9的馈送路线的支撑和导引装置4和5可由图2所示的一组管构成。该管组包括一中心管5，将被制成产品的可能的线芯元件9通过该管被拉出，和环绕在中心管5圆周上的若干可扭转的圆周管4，将被绞合的元件2通过它被拉出。
在本发明的SZ绞合装置中，上述圆周管4是很细的，直径在5～20mm之间，最好是10mm左右，而且是有弹性的，即：由可弹性扭曲的材料制成，最好是：聚酰胺或聚四氟乙烯制成。并且将其固定到分隔多孔板（或多孔盘）和绞合多孔板（或多孔盘）的分布在其圆周上的开孔之中。由此，圆周管4构成围绕于中心管5的一组环绕管。按照图2所示的本发明的一个最佳实施例，圆周管4是相互并排紧挨着设置的，由各圆周管4组成的环绕管组绕着中心管5向前延伸，当圆周管4是由如聚四氟乙烯一类制成时，以此还可得到的一个优点是：圆周管4和导线2之间的滑动摩擦极小，趋干适当，使导线2可容易地从圆周管4内通过。
在导线2绞合期间，圆周管4是环绕于中心管5的圆周上，这是由于绞合多孔板6的旋转运动的结果。为了补偿由绞合而引起的拉应力的增长，按照本发明的实施例，就是将圆周管4的端头在其轴向上有弹性地固定到分隔板圆周上的开孔中。相应的弹性联接还可用于具有同样圆周开孔的绞合多孔板6的端部上。如果SZ绞合装置使用细线而迅速绞合时，例如电线或光纤，最好把圆周管4有弹性地相互紧固，则由离心力引起的有害影响将全部消除。这样做是极为方便的，如可采用套在圆周管上的弹性连接环（未示出）或者在它们的制造过程中就已经将圆周管连接在一起了，例如，用弹性带部分。
由于将被绞合的导线2是从圆周管4内通过，因此，它们不会同中心管5相接触，如此旋转的中心管既不会产生磨擦而妨碍导线拉出也不会产生任何堵塞的危险。
为了获得以一个方向绕在中心管5上的圆周管4由最少10至最多100的绞合圈数（由试验得到的较好的效果是30～80之间），按照本发明图5所示的实施例，每个弹性扭曲的圆周管4都被固定到多孔分隔板3上的圆周分布的孔或眼中和/或被固定到多孔绞合板6上的圆周分布的孔或眼中（未在图1或图3中表示出），其在纵轴方向上可弹性伸缩而且可绕其纵轴旋转。由于此可旋转的附加装置，使绕于中心管5上的每个圆周管4的扭绞不会产生圆周管4的自身扭曲负荷，并且由于弹性附加装置，使其产生的拉力负荷保持尽可能小。上述附加装置可以如这样的方法获得，即：每个圆周管4都压缩地锁定在两个压缩锁定部件13和14的圆锥形对应面之间，其外锁定部件14用轴承安装在多孔分隔板3（或绞合多孔板6）的开孔内，以使之能相对于圆周管4的纵轴旋转并在其纵轴方向上轴向移动。锁定部件可这样制成，如由楔形装置17来锁定外部件14和轴承18，为了获得锁定部件13或14中任一个（图5中为内锁定部件13）的弹性伸缩性能，提供凸缘16，而在此凸缘16和多孔盘3（或6）之间设置弹性装置15，例如图5所示的圈簧，当圆周管4被绕在中心管5上时它随圆周管旋转和伸缩，这就防止了圆周管上的过高的拉应力。
为了达到本发明的目的，中心管5还包括一个刚性的，最好是在其上预加应力并可旋转的金属管，它设置在支撑结构上;或者是包括一个可弹性扭曲的纽管，如由塑料基材料组成，最好是聚酰胺，它也可设置在支撑结构上。
在图1所示的实施例中，中心管5是由聚酰胺制成，应该强调的是：在该实施例中，中心管5还可以由金属制成，如钢等。在此实施例中，在第一和第二支撑结构之间中心管5被施加预应力，以消除由下垂力和离心力所引起的缺陷。
如图1所示，处于将被绞合导线输入侧一端的中心管5的端部置于多孔分隔板3的中心孔或眼中，并提供轴承装置11来克服轴向负荷，如止推轴承或滚珠轴承，为了保证中心管5的轴向固定，中心管5的外表面上还被提供一个径向伸出的支撑凸缘，它由上述的轴承11来支撑。如图1进一步示出的，处于将被绞合导线2的输出侧一端的中心管5的端部已刚性紧固于多孔绞合板6的中心孔或眼中，这个开孔最好是锥形的。在这种情况下，中心管5由相应于上述锥形开孔或眼的内表面的锁定部件在其外表面上被压缩地锁定。在此实施例中，中心管5的旋转运动，以及圆周管4在两个方向上的摆动扭绞运动都是由交替反向旋转的绞合多孔板6来获得。
当中心管5由可弹性扭转材料制成时，最好在处于分隔多孔板3一侧的中心管的端部提供自旋转驱动以调节中心管5的扭转率，这就有可能增加绕在中心管5上的圆周管4内的导线2的缠绕有效长度。如此设置还可以减少处于绞合多孔板6一侧的中心管端部上的聚集趋势和偏向角度。
在图4所示的实施例中，中心管5是由金属构成；如钢等，并在第一和第二支撑结构（未示出）之间在某上施加预应力，由此，由下垂力和离心力而导致的缺陷可限制到最小。当然，在第二实施例中，中心管5还可由塑料基材料制成，如聚酰胺。
按照图4所示的第二实施例，中心管5的一端置于固定分隔多孔板3的中心上，另一端置于交替反向旋转的绞合多孔板6的中心上，被安装成相对于分隔多孔板和绞合多孔板来说是自由的和不被扭转的。在此实施例中，中心管5的两端是用轴承11和12来支撑的，最好是用止推轴承或滚珠轴承，以克服轴向负荷。在此实施例中，中心管5的轴向固定可以由此来保证，例如：在中心管5的外表面上提供径向伸出的凸缘，其中一个被支撑在分隔多孔板3的一侧的轴承11上，另一个被支撑在绞合多孔板6的一侧轴承12上。从图4中可进一步看到：在处于分隔多孔板3一侧的中心管5的端部提供一个旋转驱动。例如：可以是带有链子、皮带、齿轮或类似传动的电动机。相对于绞合多孔板6的旋转运动来说，可自由地调节中心管5的摆动旋转速度和方向。由于获得了这个优点，中心管5的摆动旋转可具有与绞合多孔板6和圆周管4的摆动旋转不同的速度和方向。这就减小了中心管5和圆周管4之间的摩擦力，并且在中心管5表面上较长的一段部分上展开了其上缠绕的圆周管4。按照第二最佳实施例的装置，使绕在中心管5上的圆周管4的间距均匀（特别是在靠近绞合多孔板6一端的中心管端部上），即减少了所谓的间距误差。
一方面为了防止绕在中心管5上的圆周管4变平，其可能妨碍通过圆周管4中的导线2的运动;另一方面，为了消除圆周管4在中心管5的表面上的轴向滑动，其可能增加阻塞的可能性，尤其是在绞合多孔板6一侧的圆周管4的间距误差和聚集，在中心管5的外圆周上最好提供如图3所示的弹性材料层。根据本发明的最佳实施例，该材料是由聚氨酯制成，并且当圆周管4绕在中心管5上时该弹性材料层10被压紧。
按照本发明，当使用SZ绞合装置来制造SZ绞合产品时，此产品将包括中心线芯元件9和环绕在线芯元件9上的SZ圆周绞合导线2。贯穿于将被制出的产品全长的线芯元件9通过中心管5被拉入螺绞接管7，此时将被绞合的导线2通过绕在中心管5上的圆周管4也同时被拉入接管7。
当选择中心管5的内径大于将从中拉出的线芯元件9的直径时，在线芯元件9通过绞合多孔板6之前（最好在通过分隔多孔板3之前）就用介质涂覆，如：绝缘层或粘接层。当应用上述粘接剂层时，在通过接管7以后，借助于螺纹或条纹来消除上述的粘接剂以保证绞合维持下去，并且用上述粘接剂10使绞合后的导线2在接管中被定型并保持了它们的间距。
以上借助于一些最佳实施例对本发明进行了描述，但是，这并不意味着本发明仅限于此，根据下面权利要求的精神，在其范围内还可有若干改变和变形。
因此，上述的轴承和用于中心管5的旋转解决办法当然也不是获得本发明的唯一方法。
当中心管5是由可弹性扭转的扭管构成时，必须看到：在与图1有关的描述中，在分隔多孔板3端部的中心管5上配置轴承是不必要的。中心管5可以固定在第一和第二支撑结构之间，即：把它的一端居中地固定到分隔多孔板3上，并将另一端也居中地固定到绞合多孔板6上，由此，中心管5相应于绞合多孔板6的摆动旋转运动也周期性地在两个方向被扭转。
当中心管已被制成扭管时，它靠近分隔多孔板3一侧的端部适于用轴承来固定，最好能克服轴向负荷，并提供旋转驱动，如用带有适用于电力传输的电动机。然后，中心管的另一端居中地固定到绞合多孔板上，通过改变处干分隔多孔板3一侧的中心管端部的旋转速度和方向，使中心管在其纵轴上的扭绞被加速、减速或停顿。
关于中心管5的支撑装置，仍需说明的是：根据本发明，可用一个轴承装置代替上面所述的克服轴向负荷的轴承装置，使中心管能相对分隔装置或绞合装置进行轴向运动。中心管在分隔装置和绞合装置之间的浮动，可由这样的轴承来实现，例如：一个滑动轴承或闭锁轴承可安装在中心管的一端上（该中心管不是固定在绞合装置上，可相对其旋转），也可安装在中心管不与旋转驱动装置相联结的那一端上。当然，这样的浮动中心管上不受到预应力，因而，在支撑装置间不需有大跨度的情况下，使用它是很优越的。
需要进一步说明的是：用以确定被绞合导线馈送路线的导引装置和支撑装置不是必须由前述的分开的弹性扭曲管组成，它们也可由可弹性扭曲的且多路空心的元件所构成，其制造可用如挤压成型，并且其中还应包括用于可能的线芯元件的中心通路和若干将通过绞合导线的绕在中心通路圆周上的圆周空心通路。
中心管或中心通路中也可配置隔离件，以确定数条线芯元件平行馈送路线的中心管或中心通路的内部空间。在这种情况下，伸长的线芯单元可以由相互绞合的导线元件装置，用随圆周管的扭绞同时扭转的中心管来完成。
