CH667261A5

CH667261A5 - Verfahren zur geschwindigkeitsdosierung einer laengsbewegten faser, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens.

Info

Publication number: CH667261A5
Application number: CH958/85A
Authority: CH
Inventors: Guenther Einsle; Ernst Mayr
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1984-03-14
Filing date: 1985-03-04
Publication date: 1988-09-30
Also published as: DE3409376A1; US4702404A; DE3409376C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Geschwindigkeitsdosierung einer längsbewegten Faser, insbesondere eines Lichtwellenleiters, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Derartige Verfahren kommen beispielsweise bei der Erzeugung von Lichtwellenleiter-Kabeln zur Anwendung. Nachdem eine Glasfaser gezogen worden ist, wird sie in weiteren Arbeitsgängen mit einer schützenden Hülle umgeben, Füllmasse eingespritzt und mehrere Fasern werden zu einem Kabel verseilt. Um den grösseren thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Hülle gegenüber dem Lichtwellenleiter zu berücksichtigen, wird dieser mit genau dosierter Überlänge eingeschossen. Ein Beispiel für einen derartigen Fertigungs-prozess zeigt die Offenlegungsschrift DE 31 11 963 AI. Hieraus geht deutlich die Bedeutung einer exakt dosierbaren Bremswirkung im Zusammenhang mit Schrumpfungen während des Abkühlens hervor. Nun ist aber der Lichtwellenleiter am Beginn des Fertigungsprozesses nur wenig geschützt. Mechanische Belastungen können leicht zusätzliche Dämpfungen bewirken. Daher hat man bei der Geschwindigkeitsdosierung äusserst vorsichtig zu verfahren. Derzeit kommen Magnet-, Scheiben-, Filzbremsen u.ä. zur Anwendung.

Diese haben aber auch noch einen anderen Nachteil. Fasern jeglicher Art, die überkopf abgezogen werden, sind leicht verdrillt. Nicht berührungsfrei arbeitende Bremsen neigen nun dazu, den Drall zurückzustauen, wodurch bei empfindlichen Fasern (wie beispielsweise Lichtwellenleitern) die Gefahr besteht, dass sie abreissen. Bei flexibleren kann dieser Effekt zu, ebenfalls unerwünschter, Schlaufenbildung führen.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben zur Verfügung zu stellen, bei dem die Feinregulierung der Durchlaufgeschwindigkeit mit einer optimalen Schonung der Faser verbunden ist und das gegebenenfalls in der Lage ist, auch Drall weiterzuleiten.

Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Faser durch mindestens zwei Kapillarrohre unterschiedlichen Innendurchmessers geführt wird, dass in diese Kapillarrohre ein strömendes Medium mit Druck eingeleitet wird,

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und dass das Medium hauptsächlich über das Kapillarrohr mit dem grösseren Innendurchmesser abgeleitet wird, wobei dort, durch die Verwirbelung des strömenden Mediums, auf die Faser eine, die Geschwindigkeitsdosierung bestimmende, gerichtete Kraft ausgeübt wird.

Auf diese Weise ist einerseits eine schonende, da praktisch berührungsfreie, Führung der Faser gewährleistet, andererseits kann die Brems- oder Beschleunigungswirkung sehr fein geregelt werden. Darüber hinaus kommt es nicht zu einem Aufschaukeln des Dralles (falls vorhanden) bis zur Bruchgrenze.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aus mindestens zwei Kapillarrohren mit unterschiedlichen Innendurchmessern besteht, welche über einen Druckanschluss für ein strömendes Medium verfügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, sowie der Vorrichtung zur Durchführung desselben, finden sich in den entsprechenden abhängigen Patentansprüchen.

Eine beispielhafte Ausführung zur Durchführung des er-findungsgemässen Verfahrens wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt eine Anordnung zur Bremsung einer in Längsrichtung durchlaufenden Faser.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als Faser ein Lichtwellenleiter 1 vorgesehen, der von einer Lieferspule überkopf abgezogen wird und dadurch einen Drall erhält. Er durchläuft die Vorrichtung, wie in der Figur angedeutet, von links nach rechts. Es soll eine Bremswirkung erzielt werden. Daher ist an der Einlaufseite das Kapillarrohr 2a mit dem grösseren Innendurchmesser angebracht. Es besitzt einen trichterförmigen Ansatz 7, damit der Lichtwellenleiter 1 unbeschädigt eingeführt werden kann. Am anderen Ende wird es durch eine Schraube 8 mit entsprechender Längsbohrung an einer Kammer 3 befestigt. Die Austrittsöffnung dieser Bohrung ist ebenfalls trichterförmig erweitert. Am Auslass der Kammer 3 ist das Kapillarrohr 2b mit dem kleineren Innendurchmesser befestigt. Die Ausstattung mit Trichter 7 und Schraube 8 entspricht dem Kapillarrohr 2a. Die beiden Rohre 2a, 2b und die Kammer 3 sind in gestreckter Ausführung miteinander verbunden. Im rechten Winkel dazu mündet die Zuleitung 9 in die Mitte der Kammer 3. Sie ist dicht angeschlossen, und über sie wird Druckluft 6 eingeblasen. Die Justierung des Druckes erfolgt mit Hilfe eines Nadelventils 4 und wird mit einem Manometer 5 kontrolliert. Die eingeblasene Druckluft 6 entweicht zum Grossteil über das Kapillarrohr 2a, da es ihr natürlich einen deutlich geringeren Strömungswiderstand entgegensetzt, als das Kapillarrohr 2b mit dem geringeren Innendurchmesser. Durch Verwirbelung an der Faseroberfläche wirkt die Druckluft 6 der Durchlaufrichtung entgegen und bremst den Lichtwellenleiter 1 sanft ab. Über das Nadelventil 4 kann die durchströmende Luft667 261

menge und damit die Höhe der Faserbremskraft eingestellt werden. Der Speisedruck liegt etwa im Bereich 1 bis 15 bar. Die Dosiergenauigkeit beträgt 0,01 Newton. Beispielhafte Abmessungen sind der Faserdurchmesser von 0,3 mm, der Innendurchmesser des Kapillarrohres 2a von 0,6 mm, sowie der Aussendurchmesser von 1 mm. Das Rohr 2b besitzt einen Innendurchmesser von 0,4 mm, der Aussendurchmesser entspricht dem Rohr 2a und die jeweilige Länge inkl. Trichter 7 und Schraube 8 ist 100 mm. Die angegebenen Masse haben lediglich beispielhaften Charakter und sind auch im Verhältnis zueinander variabel. Allerdings sollte der Durchmesser der Faser 1 lediglich 10-70% kleiner sein als der Innendurchmesser der Kapillarrohre 2a und 2b, damit die gewünschte Wirkung der Druckluft 6 erhalten bleibt. Die Dik-ke der Kapillarrohre 2a und 2b ist in der Figur nicht mass-stäblich dargestellt. Nach der nunmehr genau erfolgten Geschwindigkeitseinstellung wird der Lichtwellenleiter 1 dem weiteren Fertigungsprozess, z.B. der Bündelherstellung, zugeleitet.

Eine Anwendung des Verfahrens ist das definierte Einschiessen von Glasfasern in Aderhüllen. Es findet bei der Erzielung von Überlängen oder beim Ausgleich des Faserdurchrutschens bei Befüllung der Hülle mit den bekannten Füllmassen Anwendung. Die Durchlaufrichtung des Lichtwellenleiters 1 ist in diesem Fall umgekehrt, d.h. vom dünneren Rohr 2b zum dickeren 2a. Dabei wirkt nun der regelbare Luftstrom 6 als Antrieb. Vorteilhafterweise wird dieser Effekt durch Umschrauben der beiden Kapillarrohre 2a, 2b erreicht.

Der Justierbereich der Faserdurchlaufgeschwindigkeit wird auch noch dadurch erweitert, dass man nicht nur den Zustrom der Druckluft 6 regelt, sondern auch noch, je nach gewünschtem Effekt, Kapillarrohre 2a, 2b mit geänderten Innendurchmessern verwendet.

Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer erfin-dungsgemässen Vorrichtung ist die Vereinigung der beiden Kapillarrohre 2a und 2b in ein einziges, mit zwei unterschiedlichen Bohrungen. Auch hier wird, zur Erzielung des besten Wirkungsgrades, die Druckluft 6 beim Übergang der beiden Innendurchmesser eingeleitet. Durch diese Vorrichtung wird, allerdings auf Kosten der Flexibilität, ein einfacher Aufbau erreicht.

Wenn höhere Brems- oder Beschleunigungskräfte gewünscht werden, kann es vorteilhaft sein, anstelle der Druckluft ein dichteres strömendes Medium 6, etwa gleich eine Faserfüllmasse (beispielsweise auf Paraffmbasis oder eine Silikonmischung) zu verwenden. An die Stelle des Nadelventils 4 tritt dann z.B. eine drehzahlgeregelte Zahnradpumpe. Die Handhabung und Regulierung erfolgt auf die gleiche Weise wie im ersten Ausführungsbeispiel. Der Bereich der übertragenen Kraft geht in diesem Fall von ca. 0,1 bis 1 Newton.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Geschwindigkeitsdosierung einer längsbewegten Faser, insbesondere eines Lichtwellenleiters, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (1) durch mindestens zwei Kapillarrohre (2a, 2b) unterschiedlichen Innendurchmessers geführt wird, dass in diese Kapillarrohre (2a, 2b) ein strömendes Medium (6) mit Druck eingeleitet wird, und dass das Medium (6) hauptsächlich über das Kapillarrohr mit dem grösseren Innendurchmesser abgeleitet wird, wobei dort, durch die Verwirbelung des strömenden Mediums (6), auf die Faser (1) eine, die Geschwindigkeitsdosierung bestimmende, gerichtete Kraft ausgeübt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Bremswirkung die Faser (1) erst durch das Kapillarrohr mit dem grösseren Innendurchmesser (2a) und dann durch das mit dem kleineren Innendurchmesser (2b) geführt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer Beschleunigungswirkung die Faser (1) erst durch das Kapillarrohr mit dem kleineren Innendurchmesser (2b) und dann durch das mit dem grösseren Innendurchmesser (2a) geführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser (1) nach dem ersten Kapillarrohr (2a) in eine Kammer (3), der das strömende Medium (6) zugeleitet wird und dann in das zweite Kapillarrohr (2b) geführt wird.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als strömendes Medium (6) Druckluft verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als strömendes Medium (6) eine fliess-fähige Masse verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als fliessfähige Masse (6) eine Aderfüllmasse, insbesondere auf Paraffinbasis oder eine Silikonmischung, verwendet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung aus mindestens zwei Kapillarrohren (2a, 2b) mit unterschiedlichen Innendurchmessern besteht, welche über einen Druckanschluss für ein strömendes Medium (6) verfügen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kapillarrohre (2a, 2b) zu einem einzigen mit mindestens zwei unterschiedlichen Innendurchmessern vereinigt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Bereich der Ein- und Austrittsstellen die Kapillarrohre (2a, 2b) trichterförmig erweitern.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die trichterförmigen Ein- bzw. Austrittsstellen der Kapillarrohre (2a, 2b) austauschbare Aufsätze (7) sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Faser (1) 10 bis 70% kleiner ist als der Innendurchmesser der Kapillarrohre (2a, 2b).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Kapillarrohre (2a, 2b) über eine Kammer (3) miteinander verbunden sind und die Zuleitung (9) des strömenden Mediums (6) an ihr dicht befestigt ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarrohre (2a, 2b) lösbar an der Kammer (3) befestigt sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillarrohre (2a, 2b) mittels an ihnen befestigten Schrauben (8) mit der Kammer (3) verbunden sind.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (3) aus einem Stück besteht.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regulierung der Druckluft (6) in der Zuleitung (9) ein Feindosierventil (4) vorgesehen und zur Druckkontrolle ein Manometer (5) eingebaut ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines grösseren Überdruckes, sich vor dem Feindosierventil (4) eine weitere Druckreduzierung befindet.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Druckregulierung der fliess-fähigen Masse (6) eine Pumpe, insbesondere eine drehzahlgeregelte Zahnradpumpe, vorgesehen und zur Druckkontrolle ein Manometer (5) eingebaut ist.

20. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die, als Lichtwellenleiter ausgebildete, Faser (1) nach Durchlaufen der Kapillarrohre (2a, 2b) in eine Aderhülle eingeschossen wird, die ebenfalls in Längsrichtung bewegt wird, wobei die Geschwindigkeit der Hülle geringer als die des Lichtwellenleiters (1) gewählt ist.