Способ перемотки длинномерного нитевидного материала и установка для его осуществления - RU2075428C1
Код документа: RU2075428C1
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к области изготовления катушки непрерывного гибкого материала в виде кабеля, провода, шнура, каната, проволоки, корда, ленты, шланга, цепи, веревки, троса, стального троса, шпагата и покрытия катушки оболочкой для образования упаковки, предназначенной для доставки ее потребителю, при этом длинномерный материал наматывают на цилиндрическую, открытую по оси гильзу для образования катушки. Изобретение касается способа и установки для перемотки длинномерного нитевидного материала указанного вида.
Используемая обычно система перемотки упаковки и транспортировки токонесущих кабелей и неизолированных проводов, например для подвесных линий электропередач, имеет несколько недостатков. В этих известных системах применяются барабаны из дерева, обычно из досок, которые имеют стержень и два торца, жестко соединенные друг с другом и со стержнем гвоздями и винтами. В торцах имеются небольшие центральные отверстия, края которых обычно образованы из деревянного материала торцов. Торцы определяют внешние размеры барабанов. Поэтому требуются значительные площади для транспортирования и хранения их перед намоткой. Барабан такого типа помещают в намоточную машину для намотки провода или кабеля на стержень для образования катушки, имеющей диаметр немного меньше, чем диаметр торцов. Затем барабан с кабелем или проводом перемещают на соседнюю позицию, где его обертывают с целью защиты катушки от ударов, и приколачивают доски между торцами, чтобы закрыть катушку, или катушку помещают в кожух из гофрированного картона. Затем барабаны поступают на хранение до последующей транспортировки, или направляются прямо к потребителю. Обычно прежде чем начинаются монтажные работы, барабаны с кабелями и проводами после доставки могут до двух месяцев находится на месте доставки, подвергаясь воздействию влаги и дождя, и даже находится в прямом контакте с водой на земле, в результате чего создаются условия для порчи. При установке кабеля или провода для тонконесущих линий, барабан помещают в специальной разматывающей стойке в том месте, откуда начинаются монтажные работы, а в месте, где кончаются монтажные работы устанавливают пустой барабан в наматывающей стойке. Старый кабель или провод, или специальный тяговый трос наматываются на этот барабан.
В наматывающей машине, а также в наматывающей и разматывающей стойках опорные средства цапфы входят в зацепление с отверстиями в торцах, и поэтому эти отверстия подвергаются значительным напряжениям, что приводит к расщеплению дерева. Риск в значительной степени увеличивается, если торцы начали гнить вокруг кромок отверстий. Центр отверстия сместиться от оптимальной оси вращения, в результате чего происходит расцентрирование барабана и катушки и вращение барабана будет расбалансировано. Это мешает образованию плотных, равномерных витков и может привести к повреждению кабеля или провода, при этом как катушка, так и барабан становится не пригодным для работы. Проблема эта может быть решена снижением скорости вращения, но при этом уменьшается производительность. В результате чрезвычайно неаккуратного обращения с барабанами, в особенности при погрузке и разгрузке может произойти смещение торцов и деформация барабана. Эту деформацию трудно обнаружить до начала наматывания в наматывающей машине и она сказывается в сложности получения плотных равномерных витков катушки. В в некоторых случаях используются вкладыши, которые снижают риск повреждения краевых центральных отверстий торцов, причем эти вкладыши вставляют в соответственно большие отверстия в торцах. Однако даже они подвергаются напряжению, расшатываются и выпадают. Поэтому отверстия становятся слишком большими для опорных средств (цапф), используемых в наматывающей машине и наматывающих и разматывающих стойках. Даже если торцы не повреждены, отверстие может оказаться неправильно центрированным при изготовлении из-за сложности нахождения концентричности по отношению к стержню, вокруг которого должен наматываться кабель или провод. Кроме того, в барабане может произойти разбалансировка из-за того, что внешние участки дерева торцов расшатались при неаккуратном обращении во время перевозки с фабрики на рабочую площадку, что вместе с плохими условиями хранения после доставки, усугубляет гниение и разрушение деревянного материала торцов. Расцентрирование и/или разбалансировка, о которых говорилось выше, создают значительные напряжения на разматывающих стойках, в особенности, учитывая относительно высокую скорость разматывания. Скорость при этом может так меняться, что вызывает рывки, которые сказываются на работе разматывающей стойки и ее средства опоры. При слишком большой нагрузке есть опасность, что барабан выпадает из стойки, что приведет к остановке к работе. Кроме того, при этом барабан может быть поврежден, до такой степени, что его невозможно снова установить на разматывающих стойках и остальная часть кабеля или провода будет отбракована вместе с барабаном. При разматывании кабель или провод может оказаться натянутым с уклоном и соприкасаться с торцами, имеющими повреждение края, может также оказаться поврежденным. Это абсолютно недопустимо и имеет чрезвычайно неблагоприятные последствия, особенно, если повреждение не будет обнаружено до введения в действие высоковольтной линии и другой линии электроснабжения.
Когда барабан с приводом или кабелем перевозятся с фабрики они должны располагаться так, чтобы их центральная ось была расположена горизонтально, так, как при таком расположении витки кабеля плотно прилегают одна к другой в каждом слое, что невозможно при вертикальном расположении оси. Барабаны занимают значительно больше места при вертикальном положении оси, чем при горизонтальном положении и не могут располагаться один на другом. При загрузке должен использоваться вилочный автопогрузчик, который располагают под торцами, и их края, а также кабель и провод могут быть легко повреждены при подъеме, особенно если края частично подгнили. При разгрузке в центральные отверстия вставляют прутья для обеспечения захвата подъемным устройством. Поэтому разгрузка занимает довольно много времени. Барабаны, которые были выгружены на землю, затем необходимо поднять и поместить на разматывающие стойки при помощи средства, которые могут сильно повредить торцы. В некоторых случаях катушку можно зацепить так, чтобы повредить кабель или провод. Размотанные пустые деревянные барабаны должны быть возвращены на фабрику для дальнейшего пользования. Однако тот возврат может надолго задерживаться, и деревянные барабаны поэтому получают дополнительные повреждения под влиянием сырости и воды, что приводит к гниению торцов, разматыванию кусков дерева и их выпадению. Отбраковывание пустых барабанов поэтому очень значительно. Барабаны так сделаны, что потребитель сам не может исправить эти повреждения с целью их продажи и повторного использования. С другой стороны, как указывалось выше, пустые барабаны занимают так много места, что стоимость хранения и транспортировки недопустимо высоки и возвращение их невыгодно для пользователя по отношению к стоимости нового барабана с фабрики (который, конечно, может оказаться повторного пользования). Стоимость использованных барабанов недопустимо высока также в том случае, когда независимая компания скупает барабаны, ремонтирует повреждения и перепродает их фабрикам, которые доставляют барабаны с кабелем или проводом.
После повторного использования прочность барабана с кабелем или проводом снижается и барабан может не выдержать дальнейшей нагрузки, обычно на рабочем участке, и связка по крайней мере между одним торцом и стержнем разрушается. Катушка с кабелем и проводом выходит из строя и, в особенности если рабочий участок находится далеко от транспортной трассы, например в 200 км, что обычно в таких недоступных районах как, например, горных, сломанный барабан остается на участке. Это приводит к сильному возрастанию материальных затрат, так как выбракованная катушка с кабелем или проводом может стоить тысячи долларов, например 5000 долларов. Кроме того, и такое вынужденное выбраковывание вызывает серьезные простои, так как работы прекращается и не может продолжаться до привоза нового барабана с кабелем или проводом на этот отдельный участок с фабрики (в худшем случае), поставляющей барабан такого типа. В результате того, что барабаны имеют большие размеры, которые определяются торцевыми участками, должно быть использовано возможно большее пространство между торцами для размещения кабеля, что снижает затраты на хранение и транспортировку. По этой причине необходимы барабаны с различным диаметром стержней и торцов, для доставки различных кабелей и приводов различной длины и размера.
Другой проблемой при использовании барабанов является то обстоятельство, что они пропитываются веществами, оказывающими вредное влияние на окружающую среду. Поврежденные или использованные барабаны поэтому нельзя сжигать на природе и их надо вывозить в специальные пункты для вредоносных отходов. Металлические части, входящие в конструкцию барабана, также обрабатываются вредными для окружающей среды веществами, и также не подлежат сжиганию на природе вместе с барабаном; помимо того, что оставленные на природе барабаны являются источником загрязнения среды, металлические части и гвозди в гниющем дереве барабанов представляют опасность для животных и людей.
Восстановление металла в отбракованном проводе, который был заменен новым, и намотан на новый барабан является довольно дорогостоящей операцией, так как для этого провод требуется снять с деревянного барабана, который нельзя сжигать вместе с проводом из-за его размера, а отчасти из-за содержания инородных металлов и химических веществ.
Становится ясно, что существующая система доставки кабелей и приводов для линий электропередач создает проблемы на каждом этапе этого процесса. Это увеличивает затраты на установку кабелей и проводов. Поэтому требуется совершенно новая объединенная система, начиная с наматывания кабелей и проводов на фабрике и до разматывания на участке. Эта единая система должна предусмотреть решение всех возможных проблем на всех этапах этого процесса.
Целью изобретения является создание нового способа и устройства перемотки непрерывного гибкого материала, как описано выше, например кабеля, провода или так далее, для снабжения электроэнергией и телекоммуникацией, и новой системы транспортировки кабеля или провода, при которых исключается использование обычных деревянных барабанов, что устраняет значительное количество проблем, связанных с их использованием, а также дает ряд преимуществ на всех этапах, начиная с производства катушки до восстановления сданного в лом провода в случае возможности его применения.
Эта цель достигается за счет того, что в известном способе перемотки длинномерного материала, включающем операции намотки материала на гильзу со съемными защитными кольцами, покрытие сформированной катушки защитным чехлом, фиксацию материала и чехла перевязочными средствами, транспортировку катушки к месту размотки, удаление перевязочных средств и защитного чехла с катушки и размотку материала, причем гильзу для намотки и катушку с материалом для размотки предварительно устанавливают в разборной универсальной оснастке, согласно изобретению размотку материала с катушки осуществляют посредством тягового троса, который наматывают на гильзу без защитных колец, устанавливаемую в дополнительную разборную универсальную оснастку, с последующей фиксацией троса на гильзе перевязочными средствами.
В качестве тягового троса используют заменяемый длинномерный нитевидный материал.
Установка для перемотки материала содержит универсальную разборную оснастку с двумя соосными дисками со ступицами, имеющими отверстия для прохода обвязочных средств, и размещенную между дисками цилиндрическую гильзу с двумя съемными защитными кольцами для наматываемого материала, при этом диски имеют по одному осевому центрирующему элементу для гильзы и связаны между собой посредством разъемного соединительного стержня, проходящего внутри гильзы и ступиц. Диски выполнены большего диаметра, чем съемные защитные кольца, имеющие с наружных сторон фиксирующие средства от их проворота относительно дисков, полностью окружают внешнюю поверхность катушки, а также тем, что упаковка скрепляется множеством обвязочных средств, которые проходят через гильзу по ее оси и охватывают защитные кольца, защитный чехол и катушку, полностью заключенную в них, с образованием неразъемного соединения, предназначенного для закрепления витков предмета в катушке таким образом, чтобы лишить их возможности смещаться относительно друг друга.
Дальнейшие цели, преимущества и особенности выполнения изобретения станут понятны из последующего описания примеров реализации изобретения со ссылками на чертежи, где фиг. 1 схематично изображает установку для перемотки, включающую гильзу и первый инструмент, в разобранном состоянии; фиг. 2а и 2b то же, вид сбоку и торца, соответственно; фиг. 3 изображает наматывающую машину, вид сбоку, в начальном положении, перед приемом собранного первого узла; фиг. 4а изображает наматывающую машину в действии; фиг.4b вид сбоку, фиг.4а; фиг.5 изображает узел с готовой катушкой, пригодной к спуску на землю; фиг. 6 изображает узел с готовой катушкой, освобожденной от наматывающей машины; фиг. 7а и 7b изображают узел с готовой катушкой в момент, когда ее заключают во внешний защитный чехол; фиг. 8 изображает наложение ремней для закрепления витков катушки или провода катушки для плотного прилегания друг к другу; фиг. 9а и 9b изображают узел с зачехленной катушкой, которую вкатили на платформу для демонтажа инструмента; фиг. 10а изображает демонтаж инструмента и освобождение головой упаковки кабеля или провода от первого узла; фиг. 10b - вид с торца упаковки кабеля или провода, показанной на фиг. 10а; фиг. 11а, 11b, и 11с различные виды упаковки кабеля или провода и люлька, с помощью которой упаковка переводится из стоячего положения в лежачее положение для транспортировки; фиг. 12а и 12b изображают движение упаковки из люльки на загрузочный поддон; фиг.13а и 13b изображают погрузку упаковки на транспортное средство; фиг. 14а и 14b изображают разгрузку упаковки и рабочие части второго инструмента, которые в сборке с упаковкой на рабочей площадке в поле образуют второй вращающийся узел; фиг. 15а изображает сборку других частей второго инструмента для получения второго узла; фиг. 15b показывает подъемный трос с крюком для подъема второго узла в стоячее положение; фиг. 15c и 15d изображают собранный, вращающийся второй узел, образованный упаковкой с кабелем или проводом и инструментом; фиг. 16а и 16b изображают разматывающую стойку, (козлы), в которой с возможностью вращения закреплен второй узел фиг. 17 изображает разматывание кабеля или провода со второго узла; фиг. 18 изображает второй узел по окончании размотки; фиг.19а и 19b изображает разборку второго инструмента; фиг. 20 третий вращающийся узел для наматывания обракованного провода, включающий третий инструмент и гильзу, в разборном состоянии; фиг. 21а изображает третий инструмент, вид сбоку; фиг. 21b гильза на фиг. 20, вид с торца; фиг. 22 передвижная наматывающая машина для работы в поле, включающая вращающийся третий узел на фиг. 21, вид сбоку; фиг. 23 - наматывающая машина, показанная на фигуре 22, и готовая катушка на вращающемся третьем узле, размещенная на платформе для демонтажа инструмента; фиг. 24а и 24b показывает охват катушки и гильзы ремнями для образования упаковки с отбракованным проводом; фиг. 25 изображает третий инструмент после разборки и освобождения от упаковки с отбракованным проводом; фиг. 26 изображает другой способ разматывания кабеля или провода, при котором второй инструмент подвешивается в захватном устройстве для вращения вокруг вертикальной оси; фиг. 27 вид в перспективе одного из примеров выполнения защитного кольца для упаковки с кабелем или проводом по фигуре 10b; фиг. 28 вид в перспективе другого варианта защитного кольца для упаковки с кабелем или проводов по фиг. 10b; фиг. 3-6 схематично показывают изготовление катушки 1 длинномерного очень гибкого материала 2 в стационарной наматывающей машине 3 установки для перемотки на фабрике. Для простоты изложения, в качестве предпочтительного варианта изобретения, в дальнейшем материал будет называться кабелем или проводом. Однако изобретение применимо и к другим гибким материалам, которые могут быть навиты на цилиндрической стержень, например, проволока, стальной трос, шпагат, веревка, корд, лента, цепь и так далее.
Наматывающая машина установки для перемотки имеет два опорных кронштейна 4, 5, поворотных вокруг горизонтальной оси, на которых установлены цапфы, выполненные в виде коаксильных стержней 6,7. Опорные кронштейны могут двигаться один относительно другого, передвигая стержни 6,7 из начального положения (фиг.3) в рабочее положение, как показано на фиг.4а, в котором стержни 6,7 сдвинуты по оси по направлению друг к другу. Один стержень приводится в движение от мотора 8 в определенном направлении. Наматывающая машина 3 содержит первый инструмент 9 в виде универсальной разборной оснастки, легко собираемый и разбираемый для повторного использования на фабрике.
Как показано на фиг.1, эта оснастка состоит из двух круглых колесообразных боковых опор 10, 11, имеющих стабильную форму дисков и сделанных из металла, например стали или алюминия, и продольное средство соединения 12 в виде стержня из металла для установки и скрепления боковых опор 10, 11. Средство соединения 12 имеет центральное отверстие 37, проходящее по оси через него (фиг2b) и состоит из полого вала 13 заданной длины и полого узла крепления 14, имеющего внешнюю резьбу 15 и колесо 16 для поворота узла крепления 14. Вал 13 на одном конце имеет фланец 17, образующий противоположную опору, а на другом конце внутреннюю резьбу 18, предназначенную для ввинчивания в резьбу 15 на узле крепления 14. Фланец 17 может быть заменен стопорным устройством, аналогичным узлу крепления 14, а также внутренней резьбой на другом конце вала 13. В обоих случаях средство соединения 12 и боковые опоры 10, 11 имеют взаимодействующие средства введения во взаимодействие или толкающие средства (не показаны) жестко закрепленные вместе для совместного вращения. Каждая боковая опора 10, 11 содержит внешнее круглое кольцо 19, ступицу 20, и множество спиц 21, которые поддерживают и центрируют ступицу 20 и образуют рабочие проходы 89 между ними. Ступица 20 имеет центральное отверстие 20 (показано пунктиром на фиг.2b), диаметр которого зависит от диаметра вала 13, так что он может войти в центральное отверстие 22 без зазора между скользящими поверхностями во избежание нарушения центрирования. Каждая боковая опора 10, 11 имеет внутреннюю сторону, образованную спицами 21 и опорными поверхностями 23, расположенными на расстоянии от ступицы 20, причем опорные поверхности находятся в той же плоскости, параллельной плоскости соответствующих опорных поверхностей 23 боковых опор 11 или 10 на другой стороне. Каждая боковая опора 10, 11 с внутренней стороны также снабжена центрирующим элементом 24, расположенным концентрично со ступицей и имеющим заранее установленные осевую длину и радиус. В показанном варианте центрирующий элемент 24 состоит из трех равномерно расположенных круглых дугообразных элементов, образующих функциональные проходы 25 между ними. Опорные поверхности 23 спиц 21 расположены радиально снаружи центрирующих элементов 24. Центрирующие элементы 24 снабжены направляющими бобышками 26, которые наклонены внутрь внешними сторонами и расположены в образованной конической поверхности.
Для изготовления упаковки 27 с кабелем или проводом по данному изобретению используется стержень 28 и два круглых, кольцеобразных плоских защитных диска 29,30, закрепленные на стержне 28 и образующие торцы готовой упаковки 27 с кабелем или проводом. Стержень 28 таким образом образует внутреннюю основу или опорную часть упаковки или катушки. Стержень 28 выполнен в виде недеформируемой, цилиндрической, открытой по оси гильзы заранее определенной длины и диаметра. Стенка гильзы имеет достаточную толщину, чтобы обеспечить необходимую прочность в целях изображения деформации, которым может подвергаться упаковка с кабелем или проводом. Гильза 28, сохраняющая устойчивость формы, также устойчива к атмосферному воздействию, в результате чего она пропитывается влагой или водой даже в условиях длительного контакта с водой, предпочтительно в течение по крайней мере трех месяцев. Ее внутренний диаметр равен или не намного меньше или больше диаметра центрирующего элемента 24, так что центрирующий элемент 24 входит в торцевые отверстия гильзы без зазора между контактирующими поверхностями скольжения, что обеспечивает точное центрирование гильзы 28 в инструменте 9. Указанная заданная длина центрирующего элемента 24 выбирается для обеспечения достаточной радиальной опоры гильзы в рабочем положении. Торцевые поверхности 31,32 гильзы 28 параллельны одна другой с тем, чтобы боковые опоры 10,11 были параллельны друг другу в собранном рабочем положении в наматывающей машине 3. Торцевые поверхности 31,32 таким образом находится в контакте с опорными поверхностями 23, образованными спицами 21. Указанные плоские, дискообразные защитные кольца 29,30 имеют круглое центральное отверстие 33 с диаметром, немного превышающим (см. фиг.27) внешний диаметр гильзы 28, так что каждое защитное кольцо 29, 30 может свободно поместиться на гильзе 28, охватывая ее каждую торцевую часть. Внешние стороны 34 (фиг.1) защитных колец 29,30 плоские и находятся в той же плоскости, что и торцевые поверхности 31,32 во время наматывания, причем эта плоскость также является той же плоскостью, в которой находятся опорные поверхности 23, образованные спицами 21. Внешний диаметр защитных колец 29,30 немного меньше, чем диаметр боковых опор 10,11. Около внешней кромки каждого защитного кольца 29,30 имеется несколько, например, три, небольших отверстия 35 (см. фиг. 2в), расположенных на одинаковом расстоянии по окружности, функция их будет описана ниже.
Описанные выше части, входящие в готовую упаковку 27 с кабелем или проводом, а именно: гильза 28 и два защитных кольца 29, 30, собираются на инструменте 9 при помощи полого вала 13, пропускаемого через одну из боковых опор 10, 11 в открытую по оси гильзу 28, на которую предварительно одевают защитные кольца 29, 30. Одновременно, или на ранней стадии, вторую боковую опору 11 перемещают по направлению к другому торцу 32 гильзы 28, и вал 13 вставляют в центральное отверстие 22 в ступице 20. Узел крепления 14 через резьбу взаимодействует с валом 13 и поворачивается, и центрирующие элементы 24 входят в гильзу 28, где они зажимаются между боковыми опорами 10, 11, как показано на фиг.2а. Сборка гильзы 28 на центрирующих элементах 24 производится с помощью направляющих бобышек 26. Гильза 28 сделана разъемной с центрирующими элементами 24, то есть нет необходимости в обеспечении жесткого соединения с применением механических или химических средств. Первый вращающийся узел 36, полученный таким образом, ось вращения которого определяется центральным отверстием 37 соединительного средства 12, затем перекатывается на наматывающую машину 3, стержни 6, 7 которой входят во взаимодействие с центральным отверстием 37 вала 13 и узлом крепления 14, после чего узел 36 поднимается в положение для намотки, как показано на фиг. 14а. Конец кабеля или провода 2 прикрепляют через прорезь 38Т (фиг.27) в одном из защитных колец 29, 30 таким образом, что кабель или провод фиксируется по отношению к узлу 36 во время его вращения вокруг его центральной оси или оси вращения. Ось вращения совпадает с осью вращения стержней 6,7 и узел 36 вращается в направлении, показанном на фиг. 4b (колесо 16 не показано). Защитные кольца 29, 30 закрепляются на боковых опорах 10, 11 подходящими фиксирующими средствами (см. фиг.27) так, чтобы они вращались вместе с боковыми опорами 10, 11. Перед фиксацией защитные кольца 29, 30 поворачиваются таким образом, что их периферийные отверстия 35 попарно совмещаются по оси одно с другим так, что они располагаются в пределах секторов окружности, в которых находятся указанные отверстия 25 центрирующего элемента 24 (см. фиг.4b).
Кабель или провод 2 наматывается на гильзу 28 по мере ее вращения и образуется катушка 1, имеющая заранее заданный диаметр, который несколько меньше, чем диаметр защитных колец 29, 30, как видно на фиг. 5. Узел 36 с катушкой 1 опускается опорными кронштейнами 4, 5 и стержни 6, 7 удаляются. Узел с катушкой затем закатывается на прилегающую позицию для окончательной упаковки (фиг. 7 и 8), где сначала целиком внешнюю поверхность катушки 1 покрывают отрезным по оси внешним защитным чехлом 40 из пластика или картона. На следующей стадии обвязочные средства в виде ремней 41 пропускаются через боковые опоры 10, 11, гильзу 28 и затем через отверстия 35 в защитных кольцах 29, 30, после чего ремни 41 туго натягиваются и их концы соединяются, образуя неразъемное прочное соединение. Таким образом, каждый ремень располагается соосно с гильзой и поперек поверх витков кабеля или провода, образуя замкнутую петлю. Ремни обычно из металла или армированного пластика окружают гильзу 28, защитные кольца 29, 30, катушку 1 и защитный чехол 40 и образуют таким образом готовую упаковку 27 с кабелем или проводом, в котором кабель или повод 2 надежно защищен и крепко зажат таким образом, что витки кабеля или провода прочно зафиксированы один относительно другого и абсолютно неподвижны. Между защитными кольцами могут располагаться прокладки, обеспечивающие опору для ремней 41 во избежание повреждения последними кабеля или провода, особенно если защитный чехол тонкий, а кабель или провод сделан из чувствительного материала.
Инструмент 9 может быть постоянно расположен на несущих кронштейнах 4, 5 так, чтобы его боковые опоры 10, 11 могли перемещаться один относительно другого с их помощью, а гильза 28 расположена по оси между боковыми опорами 10, 11.
В этом случае соединительное средство 12 может быть исключено и центральное отверстие 22 ступицы 20 может быть использовано как опорное средство (цапфа); то есть, как стержни 6, 7.
На фиг. 27 показан пример выполнения защитного кольца 29, 30 с фиксирующим средством 39, на одной стороне выполненным из шести коротких штырей, располагаемых попарно с обеих сторон спицы 21 боковой опоры 10, 11, причем расстояние между двумя штырями 39 в каждой паре достаточное для свободного размещения между ними спицы 21. Помимо расположенных по периферии отверстий 35 для прохождения ремней 41, имеется прорезь 38 на краю центрального отверстия 33. Конец кабеля или провода пропускается через него и закрепляется перед началом наматывания. В примере выполнения защитных колец 29, 30, описанном выше, центральное отверстие 33 образует внутреннюю концентрическую опорную поверхность 42, взаимодействующую с внешней поверхностью гильзы 28, расположенной напротив. Фигура 28 изображает обратное, с внутренним разъемным зацеплением для защитных колец 29, 30. С одной стороны кольца снабжены выступающим в осевом направлении концентрическим фланцем 43, охватывающим центральное отверстие 33 и имеющим внешнюю концентрическую цилиндрическую опорную поверхность 44, предназначенную для контактирования с расположенной напротив внутренней поверхностью гильзы 28. Фланец имеет скошенную или коническую ведущую поверхность 45. Защитное кольцо по фиг. 28 имеет прорези 35 в ее периферийной кромке для прохода ремней 41.
Инструмент 9 с готовой упаковкой 27 с кабелем или проводом вкатывается на платформу 46 так, что боковые опоры 10, 11b отрываются от земли, как показано на фигурах 9а и 9b, и инструмент 9 может быть демонтирован и освобожден от готовой упаковки 27, как показано в фигурах 20а и 10. Упаковка 27 с кабелем или проводом затем катится по платформе 46 в люльку 47, где упаковка 27 устанавливается на бок для погрузки, как показано на фигурах 11а, 11b и 11с. С помощью расширяющегося захвата 48 упаковку 27 перемещают на поддон 49, при этом захват 48 опускается в цилиндрическую полость гильзы 28 и вводится во взаимодействие с внутренним пространством гильзы, как показано на фигурах 12а и 12b. Несколько, например, две такие готовые упаковки 27 с кабелем или проводом можно поместить на каждый поддон 49, как показано на фиг. 12b. Поддон 49 с упаковками 27 с кабелем или проводом загружаются на транспортное средство 50 автопогрузчиком с вильчатым захватом 51, как показано на фигурах 13а и 13b, для транспортировки на рабочую площадку в поле. Таким образом, термин "упаковка" или "посылки" подразумевает комплект готовый для прямой транспортировки потребителю, или после хранения.
Упаковку 27 с кабелем или проводом разгружают на рабочей площадке, пользуясь тем же захватным устройством 48, как показано на фигуре 14а. Во время разгрузки упаковку опускают на детали разборной оснастки второго инструмента 52 (см. фиг. 14b), который легко собирается и демонстрируется для повторного использования в поле. Второй инструмент используется как необходимое средство для разматывания кабеля или провода 2. Инструмент 52 идентичен разборной оснастке в наматывающей машине, описанной выше, в отношении количества типа и конструкции главных компонентов и, таким образом, содержит две одинаковые боковые опоры 53, 54 из металла, например стали или алюминия, и продольное соединительное средство 55 из металла с центральным отверстием 59, проходящим вдоль его оси (фиг. 15), состоящее из полого вала 56 с фланцами и полого узла крепления 57 для фиксации боковых опор 53, 54 относительно друг друга. Вал 56 проходит через центральное отверстие одной из боковых опор 53, 54 и удерживается в вертикальном положении, поскольку боковая опора 53 опирается на землю. Когда упаковку 27 опускают, в ее отверстие входит вал 56, который также входит в центральную полость в расширяющемся захвате 48 так, чтобы упаковку 27 можно было опустить к боковой опоре 52. Захват 48 освобождают и снимают, после чего вторую боковую опору 54 располагают сверху упаковки 27 с кабелем или проводом (см. фиг. 15а) и узел крепления 57 посредством резьбы вводится во взаимодействие с валом 56 и поворачивается таким образом, что упаковка 27 оказывается зажатой между боковыми опорами 53, 54 в то время, как их центрирующие элементы 58, которыми могут служить в данном случае цельные кольца, центрируют гильзу 28 с боковыми опорами 53, 54 так, чтобы их центральные оси совпадали с осью гильзы и упаковки 27. Вращающийся второй узел 60, полученный таким образом, затем поднимают в прямое положение с помощью троса 84 с крюком (см. фиг. 15b, 15c, 15d) и снабжают продольным опорным валом 61, который вставляют в центральное отверстие 59 соединительного средства 55. Концы вала 61 располагают и закрепляют в разматывающей стойке (козлах) 62 с возможностью свободного вращения инструмента 52 и упаковки 27 на валу 61 (см. фиг. 16а). Затем ремни 41 обрезают и снимают защитный чехол 40, как показано на фиг 16b, после чего свободный конец кабеля или провода может быть соединен с одним концом тягового троса 69 (фиг.17), другой конец которого находится на некотором расстоянии на другой рабочей площадке для наматывания троса 69. Когда кабель или провод размотан (фиг. 18), пустой второй узел 60 удаляют с разматывающей стойки 62 (фиг.19а) и инструмент демонстрируют (фиг.19b) для повторного использования. Гильза 28 защитные кольца 29, 30 и защитный чехол 40 не годятся для повторного применения или собирают в определенном месте.
На указанной второй рабочей площадке используют третий инструмент 63 (см. фиг. 20), который просто монтируется и демонтируется. Этот инструмент такого же типа, как инструмент в стационарной наматывающей машине 3 на первой рабочей площадке в отношении количества и типа основных узлов и включает две одинаковые боковые опоры 64, 65 из металла такого, как сталь или алюминий, и продольное соединительное средство 66 из металла, имеющее центральное отверстие 85, проходящее сквозь нее на оси (фиг. 21b) и состоящее из полого вала 67 с фланцами, и полого узла крепления 68 для закрепления боковых опор относительно друг друга. Этот третий инструмент 63, который используется повторно в полевых условиях, собирается таким же образом, как инструменты 9, 52, описанные выше, а гильза 28а (см. фигуры 21а и 21b), на которую наматывается тяговый трос 69 центрируется и зажимается. Вращающийся третий узел 70, получаемый таким образом, снабжают продольным опорным валом 71, который проходит через центральное отверстие 67 соединительного средства 66. Концы вала 71 устанавливают цапфами в наматывающей стойке 72 (см. фиг. 22), имеющей приводной мотор 73 и средства передачи вращения инструменту 63 и гильзе 28а через вал 71, при этом имеются толкатели 88, взаимодействующие с инструментом через отверстие 74 для обеспечения совместного вращения. Наматывающая стойка 72 жестко закреплена на тележке 82 откидным опорным средством 83. Поскольку в этом случае отпадает необходимость в защитных кольцах 29, 30 для гильзы 28а, боковые опоры 64, 65 снабжаются стенками 75, например, из листового металла, которые обеспечивают прямую опору для тягового троса 69. В стенках 75 имеются радиальные отверстия 76, совмещаемые с осевыми отверстиями 77 (фиг.20) в центрирующих элементах 78. Эти отверстия 76, 77 позволяют охватить готовую катушку 79 ремнями 80 таким образом, как при изготовлении упаковки 27 с кабелем или проводом. Гильза 28а предпочтительно образована пустой гильзой 28, полученной после предыдущего разматывания и состоит из материала, который можно сжечь, когда тяговый трос 69, которым в данном случае служит отбракованный провод, переплавляется в производстве. Катушка 79 таким образом отправляется на переплавку в виде "распакованной упаковки" 81, в которой витки провода закреплены охватывающими ремнями 80.
Второй и третий инструменты 52, 63 могут быть установлены постоянно в опорном устройстве на транспортном средстве или тележке, в котором опорные кронштейны обеспечивают параллельное движение боковых опор для зажима и освобождения гильзы 28, 28а с катушкой или без катушки. В этом случае соединительные средства 55, 56 можно исключить.
В описанных вариантах выполнения инструменты с гильзами устанавливаются с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси вращения. Благодаря этому изобретению становится возможным устанавливать инструменты с гильзами так, что они вращаются вокруг вертикальной оси вращения, как показано на фиг. 26. Это имеет преимущества, в особенности когда происходит разматывание, поскольку разматывающие стойки могут быть исключены и становится проще выбрать участок размотки, поскольку расширяющийся захват 48, который в этом случае вращается вокруг своей вертикальной оси, может быть введен во взаимодействие с одной из боковых опор 53, 54 с помощью нижних крюков 86, после чего инструмент 52 с упаковкой 27 с кабелем или проводом поднимается захватом 48, получая возможность свободного вращения вокруг вертикальной центральной оси захвата. Захват может находиться на транспортном средстве 87, которое транспортирует также инструмент с упаковкой на соответствующий участок линии электроснабжения для размотки кабеля или провода.
Помимо того, что защитные кольца 29, 30 образуют стабильную защиту для обоих торцов упаковки с кабелем или тросом (катушки 1) при транспортировке, они также служат дополнительной опорой для боковых опор 10, 11; 53, 54. Поэтому последние могут выполняться со значительной экономией материала и иметь зазоры для снижения веса, что, например, иллюстрируется открытыми колесами со спицами. Благодаря таким открытым колесам 10, 11, 53, 54 со спицами, установленный второй узел 60, состоящий из упаковки 27 с кабелем или проводом и второго инструмента 52, может легко соединяться с подъемным устройством при помощи троса 84 с крюком, например, как показано на фиг. 15b, не подвергаясь никаким деформирующим напряжениям.
Гильза 28 может быть сплошной (как показано) или может состоять из двух цилиндрических половин, которые скрепляются между собой только с помощью охватывающих их защитных колец 29, 30 или с помощью проходящего связующего вещества или средства крепления. Разъемная гильза занимает меньше места до использования в наматывающей машине 3, обеспечивая экономию пространства при хранении и транспортировке. Гильза 28 может быть выполнена из картона, древесного волокна, например, из стружки и деревянного шпунта, или пластика. Гильзы из картона предпочтительно имеют параллельную намотку. Гильзы из древесных волокон формируются из смеси этих волокон и подходящего связующего вещества, которое не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. Защитные кольца 29, 30 могут состоять из древесного волокна и как и гильза изготовляться формованием, или могут состоять из листов пластика, или древесного волокна, например фанеры. Гильзы и защитные кольца устойчивы к атмосферному воздействию и могут выдерживать влияние влаги и воды в течение длительного времени вне помещения, по крайней мере три месяца. С этой целью они обрабатываются защитными веществами, например парафином во время изготовления или после изготовления для придания им водоотталкивающих свойств.
Каждая упаковка 27 с кабелем или проводом изготавливается из новых материалов, составляющих гильзу, защитные кольца и защитный чехол. Указанные части сделаны из жесткого материала, что обеспечивает выполнение намотки с требуемой точностью, поскольку размеры материалов упаковки сохраняются неизменными, кроме того обеспечивается неподвижность в катушке до размотки, в отличие от деревянных барабанов, где витки смещаются, когда прилегающий материал расширяется или сжимается. Во время хранения и транспортировки упаковка с кабелем или проводом не содержит каких-либо соединительных средств, проходящих через центр упаковки с кабелем или проводом. Обвязочные средства, например ремни 41, находятся в контакте с внутренней стороной гильзы или плотно прилегают к внутренней стороне на расстоянии от центра, что создает доступ во внутреннее пространство гильзы для захватывающего устройств. В результате этого упаковка с кабелем или проводом беспрепятственно поднимается и подвешивается для вращения вокруг вертикальной оси захвата, что обеспечивает совершенно новую простую технику размотки.
Длина гильзы выбирается в зависимости от количества требующего кабеля или провода в упаковке. Чтобы обеспечить потребителя кабелями и проводами требуемой длины, могут использоваться защитные кольца нескольких размеров. Универсальные оснастки, описанные выше, предназначены для повторного использования на соответствующих площадках и выполнены из металла для обеспечения продолжительности срока службы и прочности во всех трех вращающихся узлах. Остальной материал, то есть материал упаковки, не подлежит повторному использованию.
Инструменты как таковые могут служить опорными элементами для общего крепления гильзы с катушкой или без катушки, и в опорных средствах стационарной наматывающей машины, и подвижных наматывающих и разматывающих устройств, применяемых в поле.
Реферат
Изобретение касается изготовления катушки непрерывного гибкого материала, такого как кабель или привод, и заключения катушки в оболочку для образования упаковки для доставки пользователю. Материал наматывают на открытую по оси цилиндрическую гильзу для получения указанной катушки. Гильза имеет два защитных кольца и крепится в первом инструменте оснастки с возможностью зажима между двумя боковыми параллельными опорами и центрирования элементами боковых опор, в результате чего образуется первый узел вращения. Кабель или провод прикрепляется к указанному первому узлу и приводится во вращение в наматывающей машине для формирования полной катушки. Когда кабель и провод отрезают, катушку между кольцами окружают защитным чехлом и используют множество обвязочных ремней, которыми окружают изнутри гильзу, а также защитные кольца, защитный чехол и катушку, заключенную между ними, вне контакта с боковыми опорами. После чего ремни затягивают и их концы соединяются в прочное соединение для образования упаковки. Описывается также система для транспортировки кабеля или провода. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 28 ил.
