DE3409376A1 - Verfahren zur geschwindigkeitsdosierung einer laengsbewegten faser, sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

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

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Description

Siemens Aktiengesellschaft _ Unser Zeichen Berlin und München VPA 3^p 1 2 0 7 DE
Verfahren zur Geschwindigkeitsdosierung einer längsbewegten Faser, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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 Fertigungsprozeß zeit die Offenlegungsschrift DE 31 11 963 A1. 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 empfind-
, Lac 1 EM /13.03.1984
1 2 O 7 DE
lichen Fasern (wie beispielsweise Lichtwellenleitern) die Gefahr besteht, daß sie abreißen. Bei flexibleren kann dieser Effekt zu ,ebenfalls unerwünschter,Schlaufenbildung führen.
5
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, 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
~3— VPA ^P 1207 DE
sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
Eine beispielhafte Ausführung zur Durchführung des erfindungsgemäßen 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
■2 ■
—4—- VPA 8^P 12 07 DE
Nadelventil 4 kann die durchströmende Luftmenge 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 1mm. Das Rohr 2b besitzt einen Innendurchmesser von 0,4 mm, der Außendurchmesser entspricht dem Rohr 2a und die jeweilige Länge incl. 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 Dicke der Kapillarrohre 2a und 2b ist in der Figur nicht maßstäblich dargestellt. Nach der nunmehr genau erfolgten Geschwindigkeitseinstellung wird der Lichtwellenleiter 1 dem weiteren Fertigungsprozeß, z.B.
der Bündelherstellung, zugeleitet.
Eine weitere 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 nocht dadurch erweitert, daß man nicht nur den Zustrom der Druckluft 6 regelt, sondern auch noch, je nach gewünschtem Effekt, Kapillarrohre 2a, 2b mit geän-
8^P 1 2 0 7 DE
derten Innendurchmessern verwendet.
Eine weitere Möglichkeit der Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen 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 Paraffinbasis 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.
1 Figur
20 Patentansprüche
- Leerseite -

Claims (20)

VPA ■ Patentansprüche &*? 1 2 0 7 OE
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.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer Beschleunigungswirkung die Faser (1) erst durch das Kapillarrohr mit dem kleineren Innendurchmesser (ZbXmd dann durch das mit dem größeren Innendurchmesser (2a) geführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die, als Lichtwellenleiter ausgebildete, Faser (1) nach Durchlaufen der Kapillarrohre (2a, 2b) in eine Ader-hülle eingeschossen wird, die ebenfalls in Längsrichtung bewegt wird, wobei die Geschwindigkeit der Hülle geringer als die des Lichtwellenleiters (1) gewählt wird.
VPA Si.p 12 07
5. 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.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als strömendes Medium (6) Druckluft verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als strömendes .Medium (6) eine fließfähige Masse verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß als fließfähige Masse (6) eine Aderfüllmasse, insbesondere auf Paraffinbasis oder eine Silikonmischung, verwendet wird.
9. 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.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kapillarrohre (2a, 2b) zu einem einzigen mit mindestens zwei unterschiedlichen Innendurchmessern vereinigt sind.
VPA 81}Ρ 12Q7OE
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß sich im Bereich der Ein- und Austrittsstellen die Kapillarrohre (2a, 2b) trichterförmig erweitern. 5
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die trichterförmigen Ein- bzw. Austrittsstellen der Kapillarrohre (2a, 2b) austauschbare Aufsätze (7) sind. 10
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Faser (1) vorzugsweise 10 bis 70% kleiner ist, als der Innendurchmesser der Kapillarrohre (2a, 2b).
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, insbesondere für ein Verfahren nach Anspruch 5, 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.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
d a d u r c'h gekennzeichnet, daß die Kapillarrohre (2a, 2b) lösbar an der Kammer (3) befestigt sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarrohre (2a, 2b) mittels an ihnen befestigten Schrauben (8) mit der Kammer (3) verbunden sind.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1^ bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) aus einem Stück besteht.
-L VPA
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, insbesondere für ein Verfahren nach Anspruch 65 dadurch gekennzeichnet, daß zur Regulierung der Druckluft (6) in der Zuleitung (9) ein Feindosierventil (4) vorgesehen und zur Druckkontrolle ein Manometer (5) eingebaut ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, insbesondere nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß, im Falle eines größeren Überdruckes, sich vor dem Feindosierventil (4) eine weitere Druckreduzierung befindet.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, insbesondere für ein Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Druckregulierung der fließfähigen Masse (6) eine Pumpe, insbesondere eine drehzahlgeregelte Zahnradpumpe, vorgesehen und zur Druckkontrolle ein Manometer (5) eingebaut ist.
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