专利名称：制作无芯线卷的方法
技术领域：
本发明涉及制作绞合线形材料(例如，金属线，绝缘或非绝缘电缆，玻璃纤维或类似材料)的无芯线卷、绞丝或束的方法，以及实行该方法的装置。
当处理绞合线形材料，例如金属线时，经常出现的问题是不在同一地方，并且，经常不在生产金属线自身的同一工厂进一步处理这些金属线或电缆。因此，这些绞合线形材料必须以合适的方式准备好，以便运输及携带到处理的地点。
通常将卷绕材料绕在芯子或线轴上，然后，把芯子或线轴与被绕材料一起运输。所以，在有关的工厂里必须储备大量线轴，这需要相当多的投资费用。此外，必须把空的线轴从处理地点运回到生产厂，这也要付出相当大的代价。最后，线轴还增加被绕材料的运输重量，这也增加了运输费用。
所以，工业上希望绞合线形材料，例如金属线或电缆，不被绕在线轴上，而以事实上只由真实的绞合线形材料本身构成的绞丝或束的形式来运输及交货。这类线卷通常叫作单向包装线卷。
联邦德国公开说明书DE-OS3220195介绍了制作单向包装线卷的方法。
在这种已知方法中，使用一种锥形绕线轴。然后，将绞合线形材料以互相平行的单层绕在所述锥形线轴上，并且，提供一种粘合剂，它把单独的各圈及层彼此粘合在一起。进一步处理时，金属线就从内层抽出。这个已知的方法及制成的线卷具有一些严重的缺点。
首先，它的缺点在于在制作线卷期间要用粘合剂，它使得这个方法复杂及昂贵。此外，在进一步处理时，粘合剂可能带来麻烦，所以，在一些情况下，一开始就必须把粘合剂去掉。
此外，尽管用了粘合剂，但金属线层还会出现缠结，就是说，当解开工序接近终了时，各层之间的粘合力被超过，以致有些圈立刻落下。
本发明的目的是提供一种制作无芯或无线轴线卷的方法，它可被简单地并且代价很低地实行、并且，提供一种在运输及处理时不出问题的牢固的线卷。此外，提供了实行这种方法的装置。
实现本发明目的方法如下绞合线形材料在大体上锥形的绕线线轴上绕成若干层，所述若干层相对于绕线线轴的纵轴是倾斜的。并且，采用大致平行于轴而移动的绕制装置。
绕线过程开始于线轴的具有最小直径的那一端。最初，在线轴上盘绕规定的圈数N1，所述圈数N1小于总圈数Nmax，Nmax是能够以选定的线圈螺距盘绕在线轴上的最大圈数。达到所述圈数N1以后，绕制装置反转其移动方向，并且，以大体上同样的圈数缠绕绞合线形材料，回到其起始的横截面。
随后，以相同的方式在绕线层L1a及L1b上盘绕具有圈数N2、N3及Nx的绕线层。对于每个新层，圈数N2，N3等等以大体上恒定的绕线系数N增加，直至达到最大圈数Nmax为止。
达到最大圈数Nmax后，可以继续绕平行的若干层，也可以绕具有较少圈数的若干层，以使得最后的轮廓成圆柱形。
在绕线过程中，既可以是线轴转动，也可以是线轴静止而绕线装置围绕线轴运动。
在本发明的实施例中，绕线系数，即，以相同方向盘绕的顺序两层间的圈数差介于2到16之间。相应于线轴的锥角的线卷的的内表层线保持在0°到16°之间。
实行本发明方法的装置包括绕线芯子，在所述绕线芯子上配置第一及第二法兰。所述两个法兰的表面大体上垂直于绕线芯子的纵轴。所用的绕线装置以相对于绕线线轴的相应的预定高度导引绞合线形材料。
提供计数器来记录绕线芯子上每层内所绕制的圈数。还提供比较器，以便在达到规定的圈数NX时产生输出信号，该信号使装置反转移动方向。还提供一个加法器，该加法器把预定的数值累加到最后所记的圈数上。从而，确定了下一层的新的起始值Nx。
所述计数装置是脉冲计数装置，它接收绕线线轴或绕线装置的每个旋转周期的预定的脉冲数。
在绕线过程中绕线芯子的轴可以水平地也可以垂直地装配。
在绕线芯子上设置局部地向线圈开口的沟道，这些沟道沿圆周方向分布并且沿着平行于该芯子的表层线延伸。
实行本发明的方法的装置还包括将缠好的线卷解开的装置，该装置的特征在于线卷的纵轴是垂直放置的，而线卷的最小内径部分朝下，截头圆锥形部件被插入线卷的内径。该部件与可旋转的圆盘连接，并且，金属线从线卷外表面越过所述圆盘，通过大体上沿线卷的纵轴方向安装的小孔被抽出。
根据本发明的方法绕制的绕卷具有以下构造它包括由许多单独的线圈构成的若干层，另一些层平行于线卷的锥角而延伸，还有一些层与该锥角构成锐角而延伸。后述各层与该锥角构成的锐角大于圆锥的孔径角的一半。
绞合线形材料可以在扭绞的情况下盘绕，也可以在不扭绞的情况下盘绕。
所述线卷具有纸板芯子，或者用环绕的带保持其原始状态。
通常绕制由绞合形材料，例如若干单独的细导线构成的若干单独的部分。
根据本发明，提供了制作绞合线形材料的单向包装线卷的方法，该方法具有优于本领域的已知方法的许多优点。通过特殊控制的绕法，可以提供双圆锥形的线卷，以便各线圈可以互相支撑。由于这样，线卷的结构对运输来说是很牢固的，而不必使用粘结剂。
此外，根据本发明的方法使绕好的线卷能够以特别简单和可靠的方式解开。原则上，线卷既可以从内层也可以从外层来解开。当从内层解开时，线卷一般的布置是线卷的纵轴在垂直方向，并且线卷的较大内径位于底部。如果金属线被从内部抽出，由于锥形绕线线轴所提供的斜度，每个导线线圈被位于它下面的线圈所支撑，所以，导线线圈不会落下。
但是，也可以使用从外层解开的方法，该方法具有就本领域中已知线卷来说不可能有的特殊优点。
在该方法中，线卷的布置还是纵轴在垂直方向，线卷的较小内径在底部。随后，把解开圆盘安装在线卷上，所述圆盘的直径等于或大于线卷外径，并且，所述圆盘最好可转动。然后，绞合形材料，例如金属线或电缆，就从“头顶”即通过圆盘上部抽出。在该方法中，线卷也是在线圈互相支撑的情况下被解开的，因此，每个线圈被位于它下面的、其线圈直径大于前一线圈直径的线圈的支撑。这样，上面的线圈就不会下滑。
因此，当从外层解开时，线卷依然处在非常牢固的状态下，这使得有可能随意中断及再起动解开工序，而不用担心在间歇期间线圈会滑动以及绞合线形材料会缠结。线卷的高牢固性也显著地简化了运输过程。
根据本发明的方法可以用于一些完全不同类型的绞合线形材料。已经说明本方法特别适合于金属线的绕制。此外，发现本发明非常适合于同时绕制若干拧了及未拧的多股绞合电缆。满足这种要求是本方法的特殊优点，因为，同时绕制若干在以后要将它解开和再分开的电缆是电缆生产中的重要方面。
此外，本方法还可用于绕制制成的多股绞合电缆，绝缘缆线及类似的产品。此外，玻璃纤维也可以用这种方式绕制。
根据本发明的一个实施例，在绕制过程中绕线绕轴可以转动。在这种情况下，使用上下移动的拉紧或移动卷筒，后者把绞合线形材料导引到相对于线轴的相应地希望的高度或位置。由于绕线线轴的转动，有可能使由所述材料构成的线圈不扭曲。必须注意，在这个实施例中，必须与缠绕或拉紧装置的位置相应地改变绕线线轴的转动速率，来保证对于恒定进线速率，绕线线轴的每个横断面具有相同的切向速率。
根据另一个最佳实施例，在绕制过程中绕线线轴不动。在这种情况下，拉紧装置围绕线轴转动，并且，与本发明的特征一致地把导线分布在线轴上。此时，绞合线形材料一般具有扭曲，因为每绕一圈该材料转360℃。当以对应的相反的方向解开或抽出线轴时，扭曲可以再被排除。如果在进一步加工中希望有扭曲(例如制造多股绞合电缆)可通过在解开过程中每绕一圈再旋转一次来增加扭曲。
根据本方法的另一个实施例，在达到最大圈数Nmax后，即，第一层刚刚达到位于起始法兰对面的绕线线轴法兰时，可以加上平行于该最后层的若干层线圈。由此可见，保持线圈的倾斜形状是有益的。
根据另一个最佳实施例，当一部分线圈层达到一端线轴法兰的最大直径时，继续进行绕制，以便线卷最终成为圆柱形。为此，以实际上与起始绕制时相同的方式控制拉紧装置，然而，其不同之处在于其圈数对应地减少了。本方法的这个实施例具有较好地利用了线卷体积的优点。
上文已经说过，本方法是按如下方式实施的，即，至少一层L1a按圈数N1绕制。当达到圈数N1后，反转拉紧滚筒的移动方向，接着，绕制层L1b，回到第一层L1a的起始点，L1b实际上具有同样的圈数N1。与层L1a同方向绕制的下一层L2a具有圈数N2≥N1，圈数N2和圈数N1之间的圈数差对应于绕线系数N。在大体上所有以后的线圈中保持该绕线系数，因此，得到所希望的线卷的最佳锥形结构。这意味着层L3a及L3b的圈数N3再按绕线系数N增加，并以此类推。
根据一个最佳实施例，绕线系数介于2到6之间，介于3到5之间则更好。以该绕线系数，形成介于12°到16°之间的锥形孔径角，该孔径角介于13°到15°之间则更好。锥形孔径角被理解为在绕制过程中绕线线轴的总孔径角。这意味着在例如16°的锥形孔径角的情况下，在包含轴线的截面中，圆锥的截线相对于绕线线轴的纵轴倾斜8°。
根据另一个最佳实施例，绕线系数介于6到12之间，介于7到11之间则更好。在该绕线系数的情况下，锥形孔径角最好介于0°到12°之间。
根据本发明，可以随着线圈材料的直径而以不同的线圈螺距(即，同一层上两圈之间的间隔)来实施本方法。1.5到3.0的线圈螺距为最佳。这种螺距的优点在于当绕制与解开时，金属线高度的偏差不对线卷的稳定性产生消极的影响。
从有关的权利要求及以下结合附图的描述可以了解本发明的其他优点，特征及实施例。
图1表示实行本发明方法的绕线装置的示意的截面图，图2表示绕制过程的示意的图解说明，图3说明根据本方法制作的线卷，图4说明各层的结构，图5说明线卷的包装，图6说明在没有辅助装置的情况下绞合线形材料的外层取线，图7说明使用特殊设备时绞合线形材料的外层取线，图8说明使用多个线卷时的取线，图9说明多个线卷的运输装置，图10说明绞合线形材料的内层取线。
通过实施例，结合图1-4来说明本发明的方法及根据本发明的装置的结构，该实施例备有转动的绕线线轴。该装置由实际的绕线芯子1构成，该芯子成圆锥形，并且具有示意地用标号2表示的圆锥孔径角。该绕线装置还包含都垂直于绕线装置或工具的纵轴5的第一法兰3及第二法兰4。两个法兰成圆盘形，并且，具有非锥形的表面。第二法兰4是可拆卸的，以便可以从绕好的线卷卸去绕线装置。此外，绕线装置最好是可拆卸的，简化绕线装置的移出。
将与绕线装置的外形相适应的薄套10套在该装置上，该薄套可用例如纸制成。在绕完线卷之后留下薄套10，从而增加了线卷的刚性以便于运输，或者从外层拆线。
绞合线形材料(目前情况是金属线或电缆)的绕制是从设置在具有最小直径的线轴部分的线轴法兰处开始的。金属线12先是松弛地(其理由将要在下文解释)在第二法兰4上面通过，然后，绕线就从作为加在线轴上的第一圈的线圈20开始。用拉紧或移动滚筒来绕线，控制滚筒的上、下移动，并且，滚筒以基本上不变的速率将金属线13馈送给旋转的线轴。在图2中能够最好地看清拉紧滚筒的控制。绕线从层L1a开始，在本实施例中，在箭头22的方向上绕四圈。然后拉紧滚筒反转其方向，反向绕四圈形成层L1b。因此，层1的圈数N1为4。随后，绕层L3，该层的圈数N2是由下式算出的Nx＝Nx-1+N在本实施例中，N＝4，即，它恰好等于第一层L1的圈数N1，因此，层L2a容纳在箭头22方向盘绕的8圈;然后，层L2b也容纳在箭头23的方向上盘绕制的8圈。下一层L3a则具有N2+N＝8+4＝12圈，层L4a(未示出)则具有16圈，层L5a则具有20圈，等等。所以，对于在同一方向上盘绕的每个新层来说，圈数以等增量增加。很明显，当对线卷的构形有好处时，也可以改变该增量。
在图3及4中，绕线过程的延续部分是清楚的。绕线过程按照上述方式继续下去，直至圈数最终大到使得线圈到达对面的第一法兰3时为止。一旦达到这点时，就以等圈数盘绕以后的各层。图3中以平行的虚线25来示意地说明这种情况。
继续绕制平行的各层，直至达到第二法兰4的外缘为止。然后，绕线过程可以或者终止，或者以如下方式继续下去按基本上与开始时相反的过程，以相应地缩减了的圈数绕制，以便线卷得到一个圆柱形的外形。然后，线26的末端以具有大螺距的几圈49返回到绕线过程的起点，紧靠线12的始端。
图4中清楚地说明金属线线卷的示意性的构形。该金属线线卷包含以双锥体构成的里面部分40，即，它以一个锥体向内侧倾斜，并且，以一个锥体向外侧扩展。这种双锥体形状提供了本质的优点在解开时(不管从内部或外部解开)，当金属线到达内层是解开过程中的危险状态时，处在竖直状态的线卷的各圈的直径按向下的方向增加。这就可以作为商品提供一种不必对用户提出特殊要求的线卷，换句话说，一种既可以从内层解开也可以从外层解开的商业产品。
在所说明的实施例中，除了双锥体部分40之外，有一个直径也是按向下的方向增加的平行部分42。应当指出，很明显，平行部分42是不需要的，可以容易地仅仅以双锥体部分构成线卷。
部分43邻接平行部分42，在该部分中，各层是这样排列的，即，使绕制好的线卷的外部呈圆柱形。用以下方法可以实现这一点，即，其绕线过程与形成线卷的第一部分的过程正好相反。显然，线卷的这一部分也可以被省去。
图5图解说明准备好交货的线卷，它是根据本发明的方法制作的。该线卷包括纸板套10，它为线卷提供附加的牢固性。此外，提供外壳50，例如塑料膜，它保护线卷免于在运输过程中被弄脏。在运输中用带51获得更进一步的牢固性，如在图5中所示，该带围绕着线卷。为了简化这些带的装配，在绕线线轴上已预先形成相应的沟道。此外，在圆周方向上提供塑料或钢带，它对线卷更进一步加固。
图6说明怎样能够在没有附加装置的情况，将绕制的材料从线卷取下。这种情况的出现是因为线卷被置于竖直状态，以便线卷的较小内径朝着下方。然后，可以把金属线56从上方抽出，最好通过图中未示出的小孔从上方抽出。
以同样方式也可以从内层解开线卷。不过，要从内层抽出的话，为了利用双圆锥的效果，线卷要这样放，即，具有较大内径的那部分朝下。因而，线卷相对于图6中所示的例子旋转180°。图10中示出这种从内层抽出的样品，此外，金属线95被从中点96抽出。
图7中说明如何利用一种装置将图5的线卷解开。取出装置60被插进线卷的纸板零件10中，所述装置由芯子61及带着在圆周上的圆形隆起物63的可转动圆盘62构成。抽线圆盘62最好是可转动的。然后，借助于该圆盘，通过使绞合线形材料穿过置于线卷的轴线上的小孔65来解开，如从图7可以认识到的，各个线圈一个接一个被抽出，其中，在线卷的这一部分中的每个后继的线圈，由于它处在下边而具有较大直径。因而，在解开过程中避免了线圈的下滑以及绞线材料的缠结，特别是避免了解开过程中由于停顿而发生的下滑和缠结。
必须再次强调指出，根据本发明，从外部解开线卷是解开过程的最佳形式，但是，根据用户的需要将金属线从内部解开，很明显也是可能的，并且，也处于本发明的范围内。
图8说明根据本发明绕制的两个线卷如何互相连结在一起，以便不多费时间地从第一线卷70向第二线卷71提供转换。
图8中所示的这个方法中，引到外部的金属线12的末端被连到也引到外部的金属线26的末端。当解开第一线轴70后，解开过程以第二线卷71继续下去。第三或第四线卷也能够以同样的方式连结。图9中示出，用本发明方法制成的若干线卷是如何准备运输的。可以看出，各线卷90可以在没有其他附加装置的情况下置于货架91上。为了提供具有足够牢固性的线卷，如上所述，还提供带92。
权利要求
1.制作绞合线形材料，例如金属线，绝缘或非绝缘多股绞合电缆，玻璃纤维以及类似材料的无芯线卷的方法，用这种方法，把绞合线形材料在大体上锥形的绕线线轴上绕成若干层，所述若干层相对于绕线线轴的纵轴是倾斜的，并且，采用大致平行于轴而移动的拉紧装置，其特征在于绕线过程开始于线轴的具有最小直径的那一端，最初，在线轴上盘绕规定的圈数N1，此处的圈数N1小于总圈数Nmax，Nmax是能够以选定的线圈螺距盘绕在线轴上的最大圈数。达到所述圈数N1以后，拉紧装置反转其移动方向，并且，大体以同样的圈数缠绕绞合线形材料，回到其起始的横断面，随后，以同样的方式在绕线层L1a及L1b上盘绕具有圈数N2，N3及Nx的绕线层，对于每个新层，圈数N2，N3等等以大体上恒定的绕线系数N增加，直至达到最多圈数Nmax为止。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于在绕线过程中线轴转动。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于在绕线过程中线轴静止而拉紧装置围绕线轴运动。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于达到最大圈数Nmax后，绕以若干平行层。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于达到线卷的最大直径后，绕以减少圈数的若干层，以便得到大体上圆柱形的线卷。
6.根据权利要求1到5中至少一个权项的方法，其特征在于绕线系数，即，按同一方向绕制的两个相继层之间的圈数差，介于2到6之间。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于对应于线轴锥角的线卷的内表层线保持在12°到16°之间。
8.根据权利要求1到4中的至少一个权项的方法，其特征在于绕线系数介于6到12之间。
9.根据权利要求8的方法，其特征在于对应于线轴锥角的线卷内表层9保持在0°到12°之间。
10.根据权利要求1到8中的至少一个权项的方法，其特征在于线圈螺距，即，两个相邻线圈之间的距离，介于线圈材料直径的大约1.5到2.5倍之间。
11.一种线卷，其特征在于它是以根据权利要求1至10中的至少一个权项的方法制作的。
12.根据权利要求11的线卷，它包括若干由许多单圈构成的层，其特征在于还存在平行于线轴锥角延伸的若干层以及与该锥角成一锐角而延伸的若干层。
13.根据权利要求12的线卷，其特征在于所述若干层相对于锥角的锐角大于圆锥的孔径角的一半。
14.用权利要求1或3到9中的至少一个权项的方法获得的线卷，其特征在于绞合线形材料以扭绞的方式盘绕。
15.用权利要求1到2或10到14中的至少一个权项的方法获得的线卷，其特征在于绞合线形材料以没有扭绞的方式盘绕。
16.根据权利要求10到15中的至少一个权项的线卷，其特征在于所述线卷具有纸板芯子。
17.根据权利要求10到16中的至少一个权项的线卷，其特征在于用环绕带使线卷保持其原始状态。
18.根据权利要求10到17中的至少一个权项的线卷，其特征在于通常绕制由绞合形材料，例如若干单独的细导线构成的若干单独的部分。
19.用于实行根据权利要求1到10中的至少一个权项的方法的装置包括绕线芯子1，在所述绕线芯子上配置第一及第二法兰，所述两个法兰的表面大体上垂直于绕线芯子的纵轴，所用的拉紧装置以相对于绕线轴的相应的预定高度导引绞合线形材料，其特征在于提供计数器来记录绕线芯子上每层内所绕制的圈数，还提供比较器，以便在达到规定的圈数Nx时产生输出信号，该信号使拉紧装置反转移动方向，还提供一个加法器，该加法器把预定的数值累加到最后所记的圈数上，从而，确定了下一层的新的起始值Nx。
20.根据权利要求19的装置，其特征在于所述计数装置是脉冲计数装置，它接收绕线线轴或拉紧装置的每个旋转周期的预定的脉冲数。
21.根据权利要求19或20之一的装置，其特征在于在绕线芯子上设置局部地向线圈开口的沟道，这些沟道沿圆周方向分布，并且，沿着平行于该芯子的表层线延伸。
22.根据权利要求19到21中的至少一个权项的装置，其特征在于在绕制过程中，绕线芯子的轴是垂直装配的。
23.根据权利要求19到21的装置，其特征在于在绕制过程中，绕线芯子的轴是水平装配的。
24.用于解开权利要求11到16中的至少一个权项的线卷的装置，其特征在于线卷的纵轴是垂直放置的，而线卷的最小内径的部分朝下，截头圆锥形部件被插入线卷的内径，该部件与可旋转的圆盘连接，并且，金属线从线卷外表面越过所述圆盘，通过大体上沿线卷的纵轴方向安装的小孔被抽出。
全文摘要
用于制作绞合线形材料的无芯线卷的方法，其中绞合线形材料在大体锥形的绕线轴上绕成若干层。这些层相对于线轴的纵轴是倾斜的。第一层包含N
文档编号B65H54/32GK1036542SQ8910175
公开日1989年10月25日 申请日期1989年3月21日 优先权日1988年3月22日
发明者格奥尔格·赫恩德勒 申请人:尼霍夫机器制造公司