CN1031476C - 制造多光导纤维光缆的方法和设备 - Google Patents

Abstract

制造带护皮多光导纤维光缆的方法，包括挤出松的护皮包在纤维束上，使光导纤维产生要求的相对于护皮的额外长度，为了在光缆制造时避免纤维长度的变化，在挤压后，将护皮和其中的纤维束绕其轴扭绞到至少能防止纤维间发生相对纵向滑动的程度，并且在提供额外长度的阶段，保持纤维束中的纤维的应变在弹性变形范围内。实现该方法的设备中，在挤压机后和在提供额外长度的机构前设置了扭绞装置，该装置扭绞护皮和光导纤维束，使光导纤维锁定在一起。

Description

本发明涉及制造带护皮的多根光导纤维光缆的方法，包括：

—挤出一层松的护皮包在多根光导纤维组成的纤维束上；

—把油脂注入护皮中，所述的油脂使光导纤维在护皮内可彼此相对作轴向移动；

—在拉伸机构内使光导纤维产生要求的相对于护皮的额外长度；和

—把如此得到的包上护皮的光缆绕到卷取机上；

在制造光导纤维组成的光缆时，重要的是要在包护皮阶段使光导纤维的长度要比护皮的长度更长，以便使得在把光缆绕到卷取机上时或安装时光导纤维不会受到有害的变形。

芬兰专利说明书75939公开了一种简单的方法，通过用一拉伸机构来拉紧护皮，当拉紧后，护皮回到它的原来长度时光导纤维就可保持更长，这样来提供额外的长度。所述的拉伸机构包括一牵引装置及一锁定轮组件，该牵引装置牵引从挤压机挤出的松松的包在纤维外的护皮，而锁定轮组件包括一张紧轮，护皮带着纤维束以比在牵引装置中的速度略大的速度通过该张紧轮。在锁定轮组件中，纤维靠着护皮的内侧安装，因此护皮在牵引装置和锁定轮组件中拉紧，而光导纤维相对护皮可轴向滑动。

对于护皮包着多根光导纤维组成的光导纤维束的光缆，如使用上述类型的拉伸机构来提供额外的长度，由于绕过锁定轮组件的张紧轮的光导纤维的弯曲半径变化而引起光导纤维长度的变化。这是因为相互平行通过挤压机的光导纤维总是以同样的相对的顺序传送到张紧轮的周边上，也就是说，一些纤维总是靠着张紧轮的周边表面安置，而另一些纤维总是安置在上述的纤维之上，其结果是后者的弯曲半径更大。如众所周知，纤维长度的这种变化就造成光缆有各种缺点。

美国专利US4458476提出了一种避免由于多根光导纤维组成光缆中纤维长度的这种变化引起的问题。在该专利中，在挤出松的护皮包在纤维上以前和把油脂注入护皮中以前将光导纤维束做SZ形扭绞，注入油脂的目的是防止已扭胶的光导纤维束在包上护皮前被拧开。在包上护皮的光缆中，光导纤维保持一定程度的扭绞，以保证纤维比护皮的长度更长。但是，实施这种方法需要的扭绞机构使包护皮机构更复杂，长而且慢。另外，也发现残留在成品光缆中的扭绞引起了一些重大的缺点。SZ形扭绞在光导纤维中产生扭矩，导致形成静应变。纤维扭绞在其上面的中间棒阻滞纤维的滑动，增加了摩擦和应变，因而，各单根纤维的应变差别增加，导致纤维长度变化和恶化光缆的技术性能。

美国专利US4205899提出通过以波形方式把光导纤维束中的单根纤维送入挤压机，使得在包护皮的光导纤维束中光导纤维的长度要比护皮的长度更长，这样来提供纤维的额外长度。由于实施该方法需要的螺旋槽形的轴和纤维控制装置，还有扭绞残存在纤维中，该方法基本上具有与上述SZ形扭绞方法同样的缺点。

芬兰专利说明书75940提出通入挤压机以包上护皮的光导纤维束中的单根光导纤维的顺序在形成光导纤维束的阶段反复变化，使光导纤维束中光导纤维不总是以同样的相对的顺序传送入拉伸机构的张紧轮组件中。这样，保证在包上护皮的光导纤维束中的纤维以连续改变的顺序传送进入张紧轮组件中，这样补偿了光导纤维的长度变化，并改善了光缆的性能。但是，实施该方法也就是改变光导纤维的顺序所需要的机构使得包护皮的设备变得较复杂及更贵。

本发明的目的是提供一种制造多根光导纤维组成的光缆的方法，该方法能避免上述缺点，并能使光导纤维束中的纤维彼此平行地传送入挤压机而拉伸机构不会引起在包上护皮的光导纤维束中的纤维的长度变化的危险。

本发明的目的可用本发明的方法来达到，该方法的特征在于：

在挤压阶段后，将所述的带着光导纤维束的护皮绕其轴至少扭绞到可防止在扭绞的光导纤维束中纤维彼此之间产生纵向滑动的程度，和在提供额外长度的阶段将光导纤维束中的纤维的拉伸保持在弹性变形的范围内。

本发明所基于的概念是在挤压护皮后采取避免包护皮光缆中光导纤维长度变化的措施，并且光导纤维总是以同样的相对顺序(以同样的扭绞位置)进入提供额外长度的拉伸机构中，同时保证以总是比在拉伸机构的张紧轮的周边上的其它光导纤维大的弯曲半径运动的单根或多根纤维受到弹性的拉伸作用，以使得它们在过了拉伸机构以后可返回到与其它纤维一样的长度。这样可以一起扭绞光导纤维束与护皮，使纤维束中的纤维锁定在一起，使它们在纵向不能相对滑动。光导纤维束的锁定使得在张紧轮周边上的最上面的纤维受到拉伸。保持该拉伸量在纤维的弹性变形范围内，在过了拉伸装置后，拉伸了的纤维会回到原来的长度，这样就避免了在成品的包护皮的光缆中光导纤维的长度变化。

本发明也涉及实施上述方法的设备，该设备包括：

—挤出一层松的护皮包在多根光导纤维组成的纤维束上的挤压机，

—把油脂注入到护皮内的装置；

—使光导纤维产生要求的相对于护皮的额外长度的拉伸机构，和

—把光导纤维传进提供额外长度的拉伸机构的传送装置；

该设备的特征在于：

所述的传送光导纤维的传送装置由设在挤压机后面的扭绞装置构成；所述的扭绞装置设置来绕护皮的轴扭绞护皮和其中的光导纤维束，使得在扭绞的光导纤维束中的纤维锁定在一起，纵向不能相对滑动。

本发明的结构很简单，因为本发明能简单地通过对现有的包括一牵引装置和一张紧轮的拉伸机构中的牵引装置进行改进而实现，这样使在包护皮的纤维束中的纤维受到锁定的扭绞作用。本发明并不限制线速度，并且对水平及垂直的生产线均适用。

当把本发明应用到一种“热偏压方法”(例如美国专利US4772435)，只需要在挤出护皮的挤压机和锁定张紧轮之间设置一个简单的扭绞装置，使护皮受到锁定扭绞作用。

下面将参照附图更详细地说明本发明，附图中：

图1和图2示出本发明的制造设备的第一实施例，使用扭绞履带配上机械拉伸机构，图1为顶视图，图2为侧视图；

图3到图5示出本发明的另外几个实施例，类似地配上拉伸机构；

图6到图8示出本发明的其它几个实施例，加上热偏压。

为了清楚起见，对于了解本发明并不是必要的那些机构和装置，如供纤维轮及光缆护皮的冷却槽等在图中不再示出。

附图中，图1和图2示出了挤压机1，连带的注油机构2，拉伸机构3和卷取机4。拉伸机构3包括牵引装置5和张紧轮6，它们的工作机构以已知的方式相互同步地作用，但它们的速度稍微有些差异。

按照本发明，拉伸机构3的牵引装置5由一个可逆扭绞履带装置7构成，该履带装置7的一根传动带安置得与另一根传动带有一些倾斜。传动带的角度位置可调整，以此来改变纤维的扭绞节距。

为了给由多根平行光导纤维8组成的光导纤维束9包上护皮，让光导纤维束9通过一个挤压机1，该机在光导纤维束周围包上一层松的护皮10，并在护皮10中充入油脂。牵引装置牵拉护皮通过该装置，同时绕着护皮的轴扭绞护皮10，因而护皮中充的油脂强迫光导纤维束紧跟护皮的扭绞运动。调整牵引装置传动带的角度位置使护皮及光导纤维束扭绞到把纤维锁定在一起，彼此间不能滑动。但是，纤维束作为整体仍然可以相对于护皮纵向滑动。然后护皮绕过张紧轮6并绕到卷取机4上。在张紧轮周边上，光导纤维束靠在护皮的内侧，因而轴向锁定光导纤维束使它相对护皮不可移动。由于牵引装置同时在某种程度阻滞护皮的运动，因而护皮在牵引装置和张紧轮之间拉紧，而在牵引装置阻滞护皮运动的区域内光导纤维可在油脂内轴向滑动。当拉伸的护皮绕过张紧轮6回复后，所得到的要卷取的光缆11中的光导纤维就相对于护皮有一个额外的长度。

过了牵引装置后，由扭绞履带装置7扭绞过的光导纤维束开始松拧开来，当达到张紧轮时，它们已基本拧开，使得纤维基本上相互平行并且以同样的相对顺序传送到张紧轮的周边上。由于履带装置7把光导纤维束的纤维锁定在一起，所以在张紧轮周边上最上面的纤维不能相对其它纤维滑动，而是在张紧轮上拉伸。当调整设备的工作条件使得纤维的拉伸度在弹性变形范围内，那么在张紧轮后面，牵引作用不再加在纤维上时，纤维的拉伸将回复。这样，尽管在张紧轮周边上的纤维的轨迹是不等长的，但是在拉伸护皮后，似可保证所有的纤维是等长的。

实例：

形成一根六股光导纤维组成的光缆的护皮的塑料管的内径和外径分别为2.4mm和3.5mm，而带原包层的纤维的外径为0.25mm，包上护皮的光导纤维束传送绕过直径为500mm的张紧轮。当扭绞履带装置锁定光导纤维束中的纤维时，在张紧轮上最上面的纤维产生0.2％的拉伸变形量。光导纤维材料的最大许可的弹性拉伸变形为0.7-1.0％。

在图1和图2的实施例中，由扭绞履带装置7在护皮中产生的扭绞12朝向挤压机发展。在这种情况下，调整履带装置7的扭绞作用以使得扭绞不扩展出护皮的凝固点A，以防止在护皮和光导纤维束中形成永久的扭绞，这样是很有利的。但是由于护皮并不处在变形状态，因此这种永久扭绞并不是有害的。少量的扭绞使得光导纤维束的坚固性更好，所以在某些情况下在护皮中可以保留少量的永久扭绞。

图3所示的设备与图1和图2所示的设备的主要的区别在于，在挤压机一侧在扭绞履带装置7的前面设置了防止护皮扭绞的双带机构13。这样，可以精确地确定由扭绞履带装置所产生的扭绞朝挤压机扩展多远。

图4所示的设备与图1和图2所示的设备的差别仅在于它的拉伸机构的牵引装置5是一种普通的履带装置14，它不会扭绞。护皮由设置在履带前面的可逆的转动扭绞轮组件15来扭绞。

图5所示的设备与图4所示的设备的不同只在于用一对可逆扭绞轮16代替扭绞轮组件15。

在图6到图8所示的设备中，通过在拉伸机构处加上热偏压来使成品光缆中的光导纤维产生额外的长度。相应地，通过锁定传动轮19和冷却槽20、21使护皮受到控制的收缩作用18。

在图6所示的设备中，在锁定传动轮19的前面设置了一个起牵引装置作用的可逆的转动扭绞轮组件15。在光导纤维束移动到锁定传动轮的周边上之前，该扭绞轮组件15扭绞光导纤维束和护皮。

在图7所示的设备中，在锁定传动轮19的前面设置了一个起牵引装置作用的可逆的扭绞履带装置7。

在图8所示的设备中，在锁定传动轮19的前面设置了起牵引装置作用的一对可逆的扭绞轮16。

附图及其说明只是用来说明本发明的概念。就具体细节而言，本发明的方法和设备可以在权利要求书的范围内变化。如果需要的话，可以在提供额外长度的机构后面设置一种扭绞履带装置或类似的机构，用以拧开护皮。

Claims (9)

1.制造带护皮的多根光导纤维的光缆的方法，包括：

—挤出一层松的护皮(10)包在多根光导纤维(8)组成的纤维束(9)上；

—把油脂注入护皮中，所述的油脂使光导纤维在护皮内可彼此相对作轴向移动；

—在拉伸机构内使光导纤维产生要求的相对于护皮的额外长度；和

—把如此得到的包上护皮的光缆绕到卷取机(4)上；

其特征在于：

在挤压阶段后，将所述的带着光导纤维束的护皮绕其轴至少扭绞到可防止在扭绞的光导纤维束中纤维彼此之间产生纵向滑动的程度，和在提供额外长度的阶段，将光导纤维束中的纤维的拉伸保持在弹性变形的范围内。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于所述的护皮(10)和其中的光导纤维束(9)总是以同样的方向扭绞。

3.按照权利要求2的方法，其特征在于所述的护皮(10)和其中的光导纤维束(9)在护皮已凝固的长度内扭绞，这样使光导纤维束(9)可被拧开。

4.制造带护皮的多根光导纤维的光缆设备，包括：

—挤出一层松的护皮(10)包在多根光导纤维(8)组成的纤维束(9)上的挤压机(1)；

—把油脂注入到护皮内的装置(2)；

—给光导纤维提供要求的比护皮多出的额外长度的拉伸机构(3；18)；和

—把光导纤维传进提供额外长度的拉伸机构(3；18)中的传送装置(5；15；16)；

其特征在于：

所述的光导纤维(8)的传送装置(5；15；16)由设置在挤压机(1)后面的扭绞装置构成；所述的扭绞装置设置来绕护皮的轴扭绞护皮(10)和其中的光导纤维束(9)，使得在扭绞的光导纤维束(9)中的纤维纵向不能相对滑动的锁定在一起。

5.按照权利要求4的设备，其中所述的提供额外长度的拉伸机构(3)包括沿轴向传送护皮(10)的牵引装置(5)和设在其后面的把护皮和光导纤维束锁定，以使它们彼此轴向不能相对移动的锁定装置(6，19)，所述的牵引装置(5)是一个把轴向移动的护皮(10)绕着其轴扭绞的扭绞履带装置(7)。

6.按照权利要求5的设备，其特征在于防止护皮(10)在挤压机(1)侧绕护皮及轴扭绞的装置(13)设置在履带装置(7)的前面。

7.按照权利要求4的设备，其中所述的提供额外长度的装置(3)包括沿轴向传送护皮(10)的牵引装置(5)和设在其后面的把护皮和光导纤维束锁定以使它们彼此轴向不能相对移动的锁定装置(6)，所述的牵引装置(5)是一个不扭绞的履带装置(14)，而把轴向可移动的护皮(10)绕着其轴扭绞的装置(15)设置在所述的牵引装置(5)的前面。

8.按照权利要求4的设备，其中所述的提供额外长度的装置(18)包括把护皮(10)和光导纤维束(9)锁定以使它们彼此轴向不能相对移动的锁定装置(19)，和使护皮相对于光导纤维束轴向收缩的冷却装置(20，21)，所述的扭绞装置(5，15，16)设置在所述的锁定装置(19)的前面，所述的扭绞装置绕护皮的轴扭绞轴向可移动的护皮。

9.按照权利要求4到8中任一项的设备，其特征在于所述的传送装置(5；15；16)设置使得总是以同样的方向扭绞护皮和光导纤维束(9)。

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