DE69636164T2

DE69636164T2 - Verfahren und anordnung zur spannungsregulierung optischer fasern

Info

Publication number: DE69636164T2
Application number: DE69636164T
Authority: DE
Inventors: Teuvo Päivinen
Original assignee: Draka Comteq Findland Oy
Current assignee: Draka Comteq Findland Oy
Priority date: 1995-07-06
Filing date: 1996-07-03
Publication date: 2006-10-05
Anticipated expiration: 2016-07-04
Also published as: WO1997002502A1; AU6306896A; EP0836714B1; CA2226381A1; CN1192279A; EP0836714A1; FI953338A; FI117066B; DE69636164D1; FI953338A0; BR9609642A; ATE327519T1; US5957359A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spannungsausgleich in optischen Fasern, in welchem optische Fasern von Startrollen über eine Ausgleichsradstruktur zu einer anschließenden Verfahrensstufe weitergeleitet werden. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine Anordnung zum Spannungsausgleich in optischen Fasern.
Die Spannungsbildung in optischen Fasern und ihre Steuerung gerade in anspruchsvollen Produktionssituationen ist unerlässlich in der Produktion eines Leitungselementes, das optische Fasern enthält, in der Produktion von Teilen für eine locker schützende Struktur, zum Beispiel, ob eine sogenannte Miniröhre oder ein sogenanntes Miniröhrenband, oder eine Maxiröhre produziert wird. Eine Miniröhre bezieht sich auf ein Element, das Teil eines mehrelementigen verdrillten Faserkabels ist und eine Maxiröhre bezieht sich auf ein Basiselement eines optischen Einzelelementkabels.
Die Erfordernisse für eine locker schützende Struktur des Leiterelementes haben sich kürzlich geändert und eine Gewichtung wurde auf beides gelegt, Struktur und Produktionserfordernisse. Es ist erforderlich, dass das Füllgel eine größere Viskosität besitzt als zuvor und „thixotropie" ist zum Beispiel für tropische Bedingungen notwendig. Die Kosten werden die Produktion und die strukturellen Erfordernisse in die Höhe treiben. Dies hat technische Probleme in Bezug auf die Ausführung der Lösungen des Standes der Technik verursacht.
Die Lösung, die in der finnischen Patentschrift 85,310 offenbart wird, kann als ein Beispiel einer Lösung des Standes der Technik angeführt werden. Diese Lösung ist recht zufriedenstellend für einige Gegebenheiten, jedoch liegt ein Nachteil darin, dass die Lösung nur für einen Ausgleich von Unterschieden in den Faserlängen geeignet ist. Spannungsunterschiede von Fasern können mit dieser Lösung nicht ausgeglichen werden.
Die deutsche Offenlegungsschrift 41 14 299 kann als ein zweites Beispiel von Lösungen des Standes der Technik angeführt werden. Ein Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass genau kontrollierte Startrollen verwendet werden, was eine Ausführung in der Praxis recht verkompliziert.
Das Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren und eine Anordnung bereitzustellen, mit deren Hilfe die Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden können; dabei besteht das Ziel der Erfindung darin, die Spannung von optischen Fasern auszugleichen, ob in einem Faserbündel, einem Faserbund oder Faserbündeln, unabhängig von mäßig unterschiedlichen Spannungen in den Startrollen oder Schwierigkeiten, die durch eine hohe Antriebsgeschwindigkeit verursacht werden. Dies wurde mit dem Verfahren und der Anordnung gemäß der Erfindung erreicht. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsradstruktur aus zwei Rädern gebildet wird, die in der Bewegungsrichtung der Fasern betrachtet aufeinanderfolgen, wobei von den Rädern das erste Rad dazu vorgesehen ist, mehr Fasern in den Raum zwischen den Rädern zuzuführen, als das, was über das zweite Rad weitergeleitet wird. Die Anordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsradstruktur aus zwei Rädern gebildet ist, die in der Bewegungsrichtung der Fasern betrachtet aufeinanderfolgen, wobei von den Rädern das erste Rad dazu vorgesehen ist, mehr Fasern in den Raum zwischen den Rädern zuzuführen, als das, was über das zweite Rad weitergeleitet wird.
Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Effekt der Anfangsspannung vollständig beseitigt werden kann. Startträger scheinen immer dieselben Einstellungen zu besitzen die, wie die Erfahrung zeigt, sich nicht zu sehr innerhalb einer kurzen Zeitspanne verändern. Eine kurze Zeitspanne meint hier Wochen oder Monate. Die Änderung des Abwicklungsradius von Faserrollen und/oder der Spannungsunterschied, der durch kleine Unterschiede in den Grundeinstellungen der Bremsen in den Startachsen verursacht wird, wird gemäß der Erfindung auf eine sehr einfache Art und Weise beseitigt. Spannungsunterschiede von circa 100% können auch gemäß der Erfindung ausgeglichen werden. Die oben erwähnten Faktoren werden von entscheidender Bedeutung sein, wenn die andauernden Erfordernisse für eine Steigerung der Komponentenfaserdichte in Betracht gezogen werden, die die Vorraussetzungen für einen Ausgleich des Längenunterschiedes zwischen Fasern erhöhen werden und die Notwendigkeit für eine Automatisierung der Steuerausführung. Das ständige Erfordernis einer Erhöhung der Laufgeschwindigkeit kann die gleichen Erfordernisse bewirken. Die Spannung der Fasern kann ebenfalls, gemäß der Erfindung, erhöht werden ohne jegliche Betrachtung der Anfangsspannung. Die Vorrichtung erlaubt sogar, dass die Spannung in der Geraden höher ist als die Anfangsspannungen. Da das Leistungsverhalten der Achse in dem Steuerrad der Vorrichtung genau ist, kann es einfach als Justierungselement zur Linienautomatisierung verbunden werden. Die zusätzliche Faserlänge kann deshalb einfach in dem zweiten Beschichten von beiden, einzelnen Fasern und Faserbündeln gesteuert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung genauer anhand einer bevorzugten Ausführungsform erläutert, die in der beigefügten Zeichnung gezeigt wird, worin
1 eine schematische Seitenansicht der Anordnung gemäß der Erfindung zeigt,
und 2 eine Draufsicht der Anordnung aus 1 zeigt.
Die Figuren zeigen schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Anordnung gemäß der Erfindung. Das Bezugszeichen 1 bezeichnet hauptsächlich die Startrollenträger von optischen Fasern mit Anfangsspannungssteuereinrichtungen. Das Bezugszeichen 2 in der Figur zeigt Führungsrollen zur Führung von Fasern 3, die die Startrollen zu einer Ausgleichsradstruktur 4 verlassen. Die Fasern 3 werden von den Startrollen über die Ausgleichsradstruktur zur nächsten Prozessstufe geführt, die zum Beispiel ein Extruderkopf eines Extruders sein kann.
Gemäß der grundlegenden Idee der Erfindung umfasst die Ausgleichsradstruktur 4 zwei aufeinanderfolgende Räder 5, 6 in der Bewegungsrichtung der Fasern 3 betrachtet, von welchen das erste Rad 5 mehr Fasern in den Raum zwischen den Rädern zuführt, als das, was über das zweite Rad 6 weitergeleitet wird, bei dem es sich um das Spannungskontrollrad handelt.
Die grundsätzliche, oben beschriebene Idee kann auf vielerlei Art und Weise realisiert werden. In dem Beispiel, das in den Figuren gezeigt wird, basiert die Anordnung auf verschiedenen Durchmessern der Räder 5, 6. Der Durchmesser des ersten Rades 5 ist ein wenig größer als der des zweiten Rades 6. Die Bezeichnung „etwas größer" bedeutet hier, dass der Durchmesser des ersten Rades 5 einige Tausendstel größer ist als der Durchmesser des zweiten Rades 6. Die Räder 5, 6 sind mittels eines positiven Übersetzungsmechanismus 7 mit einer Übersetzungsrate 1:1 miteinander verbunden. Zum Beispiel kann ein Zahnriemenmechanismus als Übersetzungsmechanismus 7 dienen. Positive Übersetzung bedeutet, dass wenn ein Rad rotiert wird, das andere Rad ebenfalls mittels des Übersetzungsmechanismus 7 rotiert. Das Bezugszeichen 11 in den Figuren bezeichnet einen Kraftübersetzungsmechanismus, wie einen Zahnriemenmechanismus zwischen dem Antriebsmotor und dem zweiten Rad 6. Der Antriebsmotor ist nicht in den Figuren gezeigt.
In dem Bespiel der Figuren umfasst die Anordnung ferner zusätzliche Räder 8, 9, die übertragbar angeordnet sind, anhand derer die Kontaktwinkel α₁ und α₂ der Fasern eingestellt werden können. In den Bespielen der Figur wurden die Fasern über zusätzliche Räder 8, 9 gefädelt, die an bestimmten Stellen derart positioniert sind, dass der Kontaktwinkel α₂ der Fasern auf dem Rad 6 größer ist, als der Kontaktwinkel α₁ der Fasern auf dem Rad 5. Das Merkmal dieser Anordnung liegt darin, einen sich unterscheidenden Kontakt für die Reibungsfläche zu erreichen, wenn die Fasern die Räder berühren. Ein entsprechender Effekt kann auch mit Rädern unterschiedlicher Reibungskoeffizienten erreicht werden.
Die Anordnung bezogen auf die Figuren funktioniert prinzipiell wie folgt. Die Fasern 3 erreichen die Ausgleichsradstruktur, die aus den Rädern 5, 6 mit einer Startrollenspannung t₁ bis t_n gebildet wird. Wenn die Fasern aus dem Radsystem mit der Spannung t₃ herausgezogen werden, verursacht dies eine Rotationsbewegung des Radsystems. Wenn das Rad 6 einen größeren Faserkontaktwinkel besitzt als das Rad 5, so haften die Fasern besser auf dem Rad 6. Wenn die Fasern gleichmäßig mit der Spannung t₃ gezogen werden, verursacht diese Bewegung eine Rotation des Rades 6 und die Rotation des Rades 6 verursacht ferner, dass das Rad 5 mittels des Übersetzungsmechanismus 7 rotiert. Wenn der Durchmesser des Rades 5 größer ist als der Durchmesser des Rades 6, ist seine Umfangsgeschwindigkeit auch größer aufgrund eines zwangsgeführten Arbeitsablaufs, wobei das Rad 5 mehr Fasern in den Raum zwischen den Rädern 5, 6 zuführt, als Fasern über das Rad 6 weitergeleitet werden. Dies führt dazu, dass die Spannung t₂ auf nahezu Null für alle Fasern herabfällt und ein teilweises Rückwärtsrutschen über das Rad 5 verursacht wird. Deshalb werden die Spannungen der Fasern ausgeglichen, was aus den Fasern folgt, die mit der selben Spannung über das Rad 6 verlaufen, wofür sie nahezu die gleiche Größe besitzen, auch in der vorbestimmten Struktur, um zu der nächsten Prozessstufe weitergeleitet zu werden.
Die Abstimmung der Spannung t₃ der Fasern kann auch mit der Anordnung gemäß der Figuren ausgeführt werden. Wenn eine Antriebseinheit mit der Achse 10 der Anordnung verbunden ist, die Antriebseinheit eine Hilfseinheit, zum Beispiel, entweder als eine Einrichtung zur Förderung oder zur Bremsung ist, wird die Spannung t₃ auch angepasst. Diesbezüglich ist die Spannung t₃ nicht von der Spannung t₁ bis t_n abhängig, die die Spannungsausgleichsvorrichtung ausgleicht und alle vorhergehenden Spannungen anhand der Spannung t₂ gewissermaßen auf Null setzt. Da die Gesamtspannungen t₃, die für die Umsetzung der Produktionsparameter benötigt werden stets größer sind als der Gesamtbetrag der Spannungen t₁ bis t_n, wird nur der Gesamtspannungsbetrag erhöht. Dies kann einfach und genau umgesetzt werden, wenn die Antriebseinheit, die oben erwähnt wird, mit dem Lastpunkt des Produktionsbandens verbunden wird. Auf diese Art und Weise werden Fasern mit einem genauen Spannungsausgleich unabhängig von den Spannungen versehen, die durch die Startanordnungen verursacht werden, was einen automatischen Ausgleich der Zusatzlänge der Fasern erlaubt.
Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beabsichtigt keineswegs die Erfindung einzuschränken, jedoch kann die Erfindung im Rahmen der Ansprüche völlig frei modifiziert werden. Daher ist es offensichtlich, dass die Anordnung bezogen auf die Erfindung oder ihre Details nicht notwendigerweise zu denen identisch sein müssen, die in der Figur gezeigt werden, hingegen sind auch andere Lösungen möglich.

Claims

Verfahren zum Spannungsausgleich in optischen Fasern, in welchem optische Fasern (3) von Startrollen (1) über eine Ausgleichsradstruktur (4) zu einer anschließenden Verfahrensstufe weitergeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsradstruktur (4) aus zwei Rädern (5, 6) gebildet wird, die in der Bewegungsrichtung der Fasern (3) betrachtet aufeinanderfolgen, wobei von den Rädern das erste Rad (5) dazu vorgesehen ist, mehr Fasern in den Raum zwischen den Rädern (5, 6) zuzuführen, als das, was über das zweite Rad (6) weitergeleitet wird.
Anordnung zum Spannungsausgleich in optischen Fasern, in welcher optische Drähte (3) von Startrollen (1) um eine Ausgleichsradstruktur (4) zu einer anschließenden Verfahrensstufe weitergeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsradstruktur (4) aus zwei Rädern (5, 6) gebildet ist, die in der Bewegungsrichtung der Fasern (3) betrachtet aufeinanderfolgen, wobei von den Rädern das erste Rad (5) dazu vorgesehen ist, mehr Draht in den Raum zwischen den Rädern (5, 6) zuzuführen, als das, was über das zweite Rad (6) weitergeleitet wird.
Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorgesehen ist, dass der Durchmesser des ersten Rades (5) etwas größer ist als der Durchmesser des zweiten Rades (6) und dass das zweite Rad (6) vorgesehen ist, das erste Rad positiv mit einer Übersetzung 1:1 zu rotieren, wodurch die Umfangsgeschwindigkeit des ersten Rades (5) größer ist, als die Umfangsgeschwindigkeit des zweiten Rades (6).
Anordnung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Räder in der Ausgleichsradstruktur (4) gleich sind und das erste Rad vorgesehen ist, mit einer größeren Geschwindigkeit als das zweite Rad zu rotieren.
Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsradstruktur (4) mit zusätzlichen Rädern (8, 9) ausgerüstet ist, anhand derer der Kontaktwinkel (α₁, α₂) der Fasern auf den Räder (5, 6) eingestellt werden kann.
Anordnung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Räder (5, 6) in der Ausgleichsradstruktur (4) mit unterschiedlichen Reibungsflächen versehen sind.
Anordnung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebseinheit auf der Achse des zweiten Rades (6) in der Ausgleichsradstruktur angeordnet ist, wobei die Antriebseinheit ausgelegt ist, als eine Einrichtung zu wirken, die eine Drehung des Rades (6) fördert oder bremst.