製造多光導纖維光纜的方法和設備的製作方法

2023-06-14 01:57:21 1

專利名稱：製造多光導纖維光纜的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及製造帶護皮的多根光導纖維光纜的方法，包括-擠出一層松的護皮包在多根光導纖維組成的纖維束上;
-把油脂注入護皮中，所述的油脂使光導纖維在護皮內可彼此相對作軸向移動;
-在拉伸機構內使光導纖維產生要求的相對於護皮的額外長度;和-把如此得到的包上護皮的光纜繞到卷取機上;
-將所述的光導纖維進行導引使得光導纖維的位置在提供額外長度的拉伸機構中連續地變化。
在製造光導纖維組成的光纜時，重要的是要在包護皮階段使光導纖維的長度要比護皮的長度更長，以便使得在把光纜繞到卷取機上時或安裝時光導纖維不會受到有害的變形。
芬蘭專利說明書75939公開了一種簡單的方法，通過用一拉伸機構來拉緊護皮，當拉緊後，護皮回到它的原來長度時光導纖維就可保持更長，這樣來提供額外的長度。所述的拉伸機構包括一牽引裝置及一鎖定輪組件，該牽引裝置牽引從擠壓機擠出的松松的包在纖維外的護皮，而鎖定輪組件包括一張緊輪，護皮帶著纖維束以比在牽引裝置中的速度略大的速度通過該張緊輪。在鎖定輪組件中，纖維靠著護皮的內側安裝，因此護皮在牽引裝置和鎖定輪組件中拉緊，而光導纖維相對護皮可軸向滑動。
對於護皮包著多根光導纖維組成的光導纖維束的光纜，如使用上述類型的拉伸機構來提供額外的長度，由於繞過鎖定輪組件的張緊輪的光導纖維的彎曲半徑變化而引起光導纖維長度的變化。這是因為相互平行通過擠壓機的光導纖維總是以同樣的相對的順序傳送到張緊輪的周邊上，也就是說，一些纖維總是靠著張緊輪的周邊表面安置，而另一些纖維總是安置在上述的纖維之上，其結果是後者的彎曲半徑更大。如眾所周知，纖維長度的這種變化就造成光纜有各種缺點。
美國專利US4458476提出了一種避免由於多根光導纖維組成光纜中纖維長度的這種變化引起的問題。在該專利中，在擠出松的護皮包在纖維上以前和把油脂注入護皮中以前將光導纖維束做SZ形扭絞，注入油脂的目的是防止已扭絞的光導纖維束在包上護皮前被擰開。在包上護皮的光纜中，光導纖維保持一定程度的扭絞，以保證纖維比護皮的長度更長。但是，實施這種方法需要的扭絞機構使包護皮機構更複雜，長而且慢。另外，也發現殘留在成品光纜中的扭絞引起了一些重大的缺點。SZ形扭絞在光導纖維中產生扭矩，導致形成靜應變。纖維扭絞在其上面的中間棒阻滯纖維的滑動，增加了摩擦和應變，因而，各單根纖維的應變差別增加，導致纖維長度變化和惡化光纜的技術性能。
美國專利US4205899提出通過以波形方式把光導纖維束中的單根纖維送入擠壓機，使得在包護皮的光導纖維束中光導纖維的長度要比護皮的長度更長，這樣來提供纖維的額外長度。由於實施該方法需要的螺旋槽形的軸和纖維控制裝置，還有扭絞殘存在纖維中，該方法基本上具有與上述SZ形扭絞方法同樣的缺點。
芬蘭專利說明書75940提出通入擠壓機以包上護皮的光導纖維束中的單根光導纖維的順序在形成光導纖維束的階段反覆變化，使光導纖維束中光導纖維不總是以同樣的相對的順序傳送入拉伸機構的張緊輪組件中。這樣，保證在包上護皮的光導纖維束中的纖維以連續改變的順序傳送進入張緊輪組件中，這樣補償了光導纖維的長度變化，並改善了光纜的性能。但是，實施該方法也就是改變光導纖維的順序所需要的機構使得包護皮的設備變得較複雜及更貴。
本發明的目的是提供一種製造多根光導纖維組成的光纜的方法，該方法能避免上述缺點，並能使光導纖維束中的纖維彼此平行地傳送入擠壓機而拉伸機構不會引起在包上護皮的光導纖維束中的纖維的長度變化的危險。
本發明的目的可用本發明的方法來達到，該方法的特徵在於-當護皮進到給纖維提供額外長度的拉伸機構中時，在擠壓階段後，將帶著光導纖維束的護皮繞著其軸扭絞，以改變纖維束的扭絞位置;
-將所述的光導纖維束扭絞到使光導纖維束中的所有纖維在拉伸機構中的螺旋軌跡的長度相等。
本發明所基於的概念是只在擠壓出護皮以後才執行連續改變傳送入提供額外長度的拉伸機構中的光導纖維束中的光導纖維順序的措施。這樣使得光導纖維束能與護皮一起扭絞，因而基於扭絞方向是連續或周期地反轉這一事實，護皮和光導纖維束的暫時扭絞可以在拉伸機構後整直。在成品光纜中，護皮及光導纖維束被擰開或基本擰開。這樣比在光纜中護皮內的光導纖維保持扭絞要有更多的優點。由於光導纖維束中的光導纖維是以扭絞狀態安置在拉伸機構的張緊輪的周邊上，所有纖維的軌跡是等長的，因而不存在某些纖維比其它纖維受到更大的拉伸，因而它們之間沒有長度差。
本發明也涉及實施上述方法的設備，該設備包括-擠出一層松的護皮包在多根光導纖維組成的纖維束上的擠壓機，-把油脂注入到護皮內的裝置;
-使光導纖維產生要求的相對於護皮的額外長度的拉伸機構，和-把光導纖維傳進拉伸機構以使得光導纖維的位置在拉伸機構中連續變化的傳送裝置;
該設備的特徵在於所述的光導纖維的傳送裝置由設在擠壓機後面的扭絞裝置構成;所述的扭絞裝置圍繞護皮的軸扭絞護皮和其中的光導纖維束，使得光導纖維束的扭絞狀態進入拉伸機構。
本發明的結構很簡單，因為本發明能簡單地通過對現有的包括一牽引裝置和一張緊輪的拉伸機構中的牽引裝置進行改進而實現，這樣使護皮只受到很小的扭絞作用。本發明並不限制線速度，並且對水平及垂直的生產線均適用。
當把本發明應用到一種「熱偏壓方法」(例如美國專利US4772435)，只需要在擠出護皮的擠壓機和鎖定張緊輪之間設置一個簡單的扭絞裝置，使護皮受到周期的扭絞作用。
下面將參照附圖更詳細地說明本發明，附圖中

圖1和圖2示出本發明的製造設備的第一實施例，使用扭絞履帶配上機械拉伸機構，圖1為頂視圖，圖2為側視圖;
圖3到圖5示出本發明的另外幾個實施例，類似地配上拉伸機構;
圖6到圖8示出本發明的其它幾個實施例，加上熱偏壓。
為了清楚起見，對於了解本發明並不是必要的那些機構和裝置，如供纖維輪及光纜護皮的冷卻槽等在圖中不再示出。
附圖中，圖1和圖2示出了擠壓機1，連帶的注油機構2，拉伸機構3和卷取機4。拉伸機構3包括牽引裝置5和張緊輪6，它們的工作機構以已知的方式相互同步地作用，但它們的速度稍微有些差異。
按照本發明，拉伸機構3的牽引裝置5由一個可逆扭絞履帶裝置7構成，該履帶裝置7的傳動帶可在兩個極端位置之間調節，在該兩位置傳動帶分別彼此相對處於較大的或較小的角度位置，如圖1中雙向箭頭所示。傳動帶從一個極端位置運動到另一個極端位置，通過一個中間位置，在中間位置傳動帶相互平行並與光纜護皮的移動軌跡平行。
為了給由多根平行光導纖維8組成的光導纖維束9包上護皮，讓光導纖維束9通過一個擠壓機1，該機在光導纖維束周圍包上一層松的護皮10，並在護皮10中充入油脂。牽引裝置牽拉護皮通過該裝置，同時繞著護皮的軸扭絞護皮10，因而護皮中充的油脂強迫光導纖維束緊跟護皮的扭絞運動。然後護皮繞過張緊輪6並繞到卷取機4上。在張緊輪周邊上，光導纖維束靠在護皮的內側，因而軸向鎖定光導纖維束使它相對護皮不可移動。由於牽引裝置同時在某種程度阻滯護皮的運動，因而護皮在牽引裝置和張緊輪之間拉緊，而在牽引裝置阻滯護皮運動的區域內光導纖維可在油脂內軸向滑動。當張緊的護皮繞回到張緊輪6回復後，所得到的要卷取的光纜11中的光導纖維就相對於護皮有一個額外的長度。
由於扭絞履帶裝置7扭絞護皮及在其內的光導纖維束，因而當光導纖維束達到張緊輪的周邊，可以保證在光導纖維束中的光導纖維的位置連續變化。這樣，可保證在光導纖維束中的同樣的纖維並不總是以比其它的纖維更小的彎曲半徑繞過張緊輪，因此所有纖維在拉伸之後都是等長的。為了在護皮中不留下永久的扭絞，也就是為了在張緊輪後使護皮鬆扭，把履帶裝置的傳動帶連續地或周期地來回從一個極端位置調到另一個極端位置。在周期地來回調整的情況下，帶有光導纖維束的護皮先以一方向扭絞直到把光導纖維束扭絞到使光導纖維達到彼此縱向不能相對滑動的鎖定程度，然後把傳動帶從此斜交的位置運動到中間位置。這樣，光導纖維束開始逐步松擰開來，當光導纖維束基本上被擰開，傳動帶運動到另一個極端位置，使履帶開始以反方向扭絞帶著光導纖維束的護皮。在光導纖維束又扭絞到接近纖維的鎖定點之後，傳動帶又運動到中間位置，使光導纖維束又開始松擰開來。在通過拉伸機構後，扭絞的護皮校直，使得在包上護皮的光纜中的光導纖維完全或基本上擰開。光導纖維束僅僅扭絞到要求的程度，以保證在光導纖維束中的纖維的扭絞軌跡在張緊輪的周邊上將是等長。最好，光導纖維束僅僅扭絞到纖維在已扭絞的光導纖維束中仍能沿縱向彼此相對滑動。
在圖1和圖2的實施例中，由扭絞履帶裝置7在護皮中產生的扭絞12朝向擠壓機發展。在這種情況下，調整履帶裝置7的扭絞作用以使得扭絞不擴展出護皮的凝固點A，以防止在護皮和光導纖維束中形成永久的扭絞，這樣是很有利的。但是由於護皮並不處在變形狀態，因此這種永久扭絞並不是有害的。少量的扭絞使得光導纖維束的堅固性更好，所以在某些情況下在護皮中可以保留少量的永久扭絞。
圖3所示的設備就代表了這種情況。它與圖1和圖2所示的設備的不同點在於，在擠壓機一側在扭絞履帶裝置7的前面設置了防止護皮扭絞的雙帶機構13。這樣，可以精確地確定由扭絞履帶所產生的扭絞朝擠壓機擴展多遠。
圖4所示的設備與圖1和圖2所示的設備的差別僅在於它的拉伸機構的牽引裝置5是一種普通的履帶裝置14，它不會扭絞。護皮由設置在履帶前面的可逆的轉動扭絞輪組件15來扭絞。
圖5所示的設備與圖4所示的設備的不同只在於用一對可逆扭絞輪16代替扭絞輪組件15。
在圖6到圖8所示的設備中，通過在拉伸機構處加上熱偏壓來使成品光纜中的光導纖維產生額外的長度。相應地，通過鎖定傳動輪19和冷卻槽20、21使護皮受到控制的收縮作用18。
在圖6所示的設備中，在鎖定傳動輪19的前面設置了一個起牽引裝置作用的可逆的轉動扭絞輪組件15。在光導纖維束移動到鎖定傳動輪的周邊上之前，該扭絞輪組件15扭絞護皮和光導纖維束。
在圖7所示的設備中，在鎖定傳動輪19的前面設置了一個起牽引裝置作用的可逆的扭絞履帶裝置7。
在圖8所示的設備中，在鎖定傳動輪19的前面設置了起牽引裝置作用的一對可逆的扭絞輪16。
附圖及其說明只是用來說明本發明的概念。就具體細節而言，本發明的方法和設備可以在權利要求書的範圍內變化。如果需要的話，可以在提供額外長度的機構後面設置一種扭絞履帶裝置或類似的機構，用以擰開護皮。
權利要求
1.製造帶護皮的多根光導纖維的光纜的方法，包括-擠出一層松的護皮(10)包在多根光導纖維(8)組成的纖維束(9)上；-把油脂注入護皮中，所述的油脂使光導纖維在護皮內可彼此相對作軸向移動；-在拉伸機構內使光導纖維產生要求的相對於護皮的額外長度；和-把如此得到的包上護皮的光纜繞到卷取機(4)上；-對所述的光導纖維進行引導，使得光導纖維在提供額外長度的拉伸機構(3；18)中連續地變化；其特徵在於-當護皮進到給纖維提供額外長度的拉伸機構(3；18)中時，在擠壓階段後，將帶著光導纖維束(9)的護皮(10)繞著其軸扭絞；-將所述的光導纖維束扭絞到光導纖維束中的所有纖維在拉伸機構中的螺旋軌跡長度相等。
2.按照權利要求1的方法，其特徵在於所述的護皮(10)和其中的光導纖維束(9)的扭絞方向連續地反轉。
3.按照權利要求1的方法，其特徵在於所述的護皮(10)和其中的光導纖維束(9)的扭絞方向周期地反轉。
4.按照權利要求1到3中任一項的方法，其特徵在於所述的護皮(10)和其中的光導纖維束(9)在護皮的凝固長度內扭絞，以使光纜(11)能被擰開。
5.製造帶護皮的多根光導纖維的光纜設備，包括-擠出一層松的護皮(10)包在多根光導纖維(8)組成的纖維束(9)上的擠壓機(1);-把油脂注入到護皮內的裝置(2);-給光導纖維提供要求的比護皮多出的額外長度的拉伸機構(3;18);和-把光導纖維傳進拉伸機構以使得光導纖維的位置在拉伸機構(3;18)中連續變化的傳送裝置(5;15;16);其特徵在於所述的光導纖維(8)的傳送裝置(5;15;16;17)由設置在擠壓機(1)後面的扭絞裝置構成;所述的扭絞裝置設置來繞護皮的軸扭絞護皮(10)和其中的光導纖維束(9)，使得光導纖維束(9)以扭絞狀態進入拉伸機構。
6.按照權利要求5的設備，其中所述的提供額外長度的拉伸機構(3)包括沿軸向傳送護皮(10)的牽引裝置(5)和設在其後面的把護皮和光導纖維束鎖定，以使它們彼此軸向不能相對移動的鎖定裝置(6，19)，其特徵在於所述的牽引裝置(5)是一個把軸向移動的護皮(10)繞著其軸扭絞的扭絞履帶裝置(7)。
7.按照權利要求6的設備，其特徵在於防止護皮(10)在擠壓機(1)側繞護皮軸扭絞的裝置設置在履帶裝置(7)的前面。
8.按照權利要求6或7的設備，其特徵在於所述的履帶裝置(7)的扭絞方向是可反轉的。
9.按照權利要求5的設備，其中所述的提供額外長度的裝置(3)包括沿軸向傳送護皮(10)的牽引裝置(5)和設在其後面的把護皮和光導纖維束鎖定以使它們彼此軸向不能相對移動的鎖定裝置(6)，其特徵在於所述的牽引裝置(5)是一個不扭絞的履帶裝置(14)，而把軸向可移動的護皮(10)繞著其軸扭絞的裝置(15)設置在所述的牽引裝置(5)的前面。
10.按照權利要求5的設備，其中所述的提供額外長度的裝置(18)包括把護皮(10)和光導纖維束(9)鎖定以使它們彼此軸向不能相對移動的鎖定裝置(19)，和使護皮相對於光導纖維束軸向收縮的冷卻裝置(20，21)，其特徵在於所述的扭絞裝置(5，15，16)設置在所述的鎖定裝置(19)的前面，所述的扭絞裝置繞護皮的軸扭絞軸向可移動的護皮。
全文摘要
製造帶護皮多根光導纖維的光纜的方法，包括擠出松的護皮包在纖維束上，使光導纖維產生要求的相對於護皮的額外長度，所述纖維受導引使得在提供額外長度的階段，纖維的位置連續變化。為了製造擰開的光纜並避免纖維長度變化，在擠壓後將護皮和纖維束繞其軸扭絞，在提供額外長度階段改變纖維的扭絞位置。實現該方法的設備包括在擠壓機後和在提供額外長度的機構前設置的扭絞裝置，該裝置扭絞護皮和纖維束，而在該裝置後它們又可準直。
文檔編號D07B3/00GK1050932SQ9010852
公開日1991年4月24日 申請日期1990年10月20日 優先權日1989年10月20日
發明者尤科·赫基拉, 蒂沃·帕維蘭 申請人:諾基亞-梅勒弗爾公司