DE69917836T2

DE69917836T2 - Herstellung optischer Fasern

Info

Publication number: DE69917836T2
Application number: DE69917836T
Authority: DE
Inventors: John William Harlow Rogerson; Paul Alexander Stansted Mountfitchet Davies; John Alfred Harlow Hadley
Original assignee: Prysmian Cables and Systems Ltd
Current assignee: Prysmian Cables and Systems Ltd
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1999-07-06
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP2000053439A; EP0970926A1; ZA994410B; AR024195A1; CN1147442C; GB2339195A; US6508113B1; NZ336645A; CN1244506A; CA2277416A1; EP0970926B1; ES2223157T3; RU2209784C2; GB9814842D0; BR9902785A; ATE268740T1; AU3912099A; DE69917836D1; AU749925B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf das Produzieren optischer Fasern.
Ein konventionelles Verfahren zum Produzieren optischer Fasern umfasst die folgenden Schritte: Ziehen der Faser von einem aufgeheizten Ende einer Vorform, Kühlen der Faser, Aufbringen einer oder mehrerer polymerer Beschichtungen auf die Faser sowie Aufwickeln der beschichteten Faser auf eine Speicherspule. Die Faser sowie die Beschichtungsdurchmesser und die Ziehspannungen werden während eines solchen Verfahrens kontrolliert.
Während des Starts des Prozesses können Verunreinigungen in das Beschichtungssystem eintreten und dies mag nicht detektiert werden, bis nachdem die Spule befüllt wurde, was zu wesentlichem Ausschuss führt.
Um dieses Problem zu vermeiden, wird in der vorliegenden Erfindung die Faser vor dem Aufwickeln der Faser direkt auf die Speicherspule vorab um eine Speicherspule herum und auf eine andere Spule aufgewickelt. Wenn die gewünschten Zieh-Bedingungen erreicht sind, wird die Faser zwischen den Spulen geschnitten und die gezogene Faser auf die Speicherspule aufgewickelt. Die auf die andere Spule aufgewickelte Faser kann dann getestet werden, während das Ziehen fortgeführt wird. Wenn die Testresultate nicht zufriedenstellend sind, können geeignete Eingriffsaktionen unternommen werden.
In der JP-A-01069537 ist in einem Verfahren zum Ziehen einer optischen Faser die Faser vorab um eine Speicherspule herumgewickelt und stromabwärts von der Speicherspule geführt, wo die optische Faser in Teststücke geschnitten werden kann. Wenn diese Teststücke gewünschte Qualität aufweisen, wird der führende Endabschnitt der optischen Faser an der Spule derart angebracht, dass die optische Faser auf die Speicherspule aufgewickelt wird.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Ziehen einer optischen Faser mit dem Führen der gezogenen Faser um eine erste Spule zu einer zweiten Spule, dem Rotieren dieser Spulen, um während des anfänglichen Ziehens der Faser die Faser um die erste Spule und auf die zweite Spule zu wickeln, und, wenn die gewünschten Zieheigenschaften erreicht sind, dem nachfolgenden Schneiden der Faser zwischen den Spulen und Aufwickeln der gezogenen Faser auf der ersten Spule.
Dieses Verfahren kann das Testen der auf die zweite Spule aufgewickelten Faser während des Aufwickelns der Faser auf die erste Spule beinhalten.
Das Verfahren kann das Regeln der Spannung der Faser zwischen der ersten und der zweiten Spule während des Schritts des Wickelns der Faser um die erste Spule und auf den zweiten Körper durch Regeln der relativen Rotationsraten der Spulen beinhalten.
Das Verfahren beinhaltet vorzugsweise nach dem Schneidschritt das Anhaften des stromaufwärtig geschnittenen Endes der Faser an der Oberfläche einer Nabe der ersten Spule. In dieser Hinsicht kann das Verfahren das Vorsehen eines doppelseitigen Klebebandes um die Nabe der ersten Spule und das Anhaften des stromaufwärtig geschnittenen Endes der Faser auf dem Klebeband vorsehen. Alternativ hierzu kann das Verfahren das Vorsehen eines Klebebands vorsehen, wenn dies nur auf einer Seite klebefähig ist, wobei die klebefähige Seite nach außen um die Nabe der ersten Spule und an sich selbst haftend vorgesehen sein kann, wobei das stromaufwärtig geschnittene Ende der Faser auf dem Klebeband angehaftet wird.
Die Erfindung beinhaltet ebenso eine Aufwickelvorrichtung zum Ziehen einer optischen Faser, welche umfasst:
erste Abstützmittel zum Abstützen einer ersten Spule um eine erste Achse, wenn diese durch die ersten Abstützmittel abgestützt ist; zweite Abstützmittel zum Abstützen einer zweiten Spule um eine zweite, unterschiedliche Achse; zweite Rotationsmittel zum Rotieren solch einer zweiten Spule, wenn diese durch die zweiten Abstützmittel abgestützt ist; Führungsmittel zum Führen einer optischen Faser um eine erste Spule, wenn diese durch erste Abstützmittel abgestützt ist, zu einer zweiten Spule, wenn diese durch zweite Abstützmittel abgestützt ist; Mittel zum Steuern der durch die ersten und zweiten Rotationsmittel zur Verfügung gestellten Rotationsraten; sowie Mittel zum Bewirken des Anbringens einer gezogenen Faser nach dem Schneiden zwischen den Spulen an einem führenden Ende an einer ersten Spule, wenn diese durch erste Abstützmittel abgestützt und durch erste Rotationsmittel rotiert wird, um auf solch einer ersten Spule in einer Vielzahl von Schichten aufgewickelt zu werden.
Die Erfindung beihaltet ebenso eine Produktionslinie für optische Fasern, welche eine Vorrichtung aufweist, wie sie im zuletzt genannten Absatz definiert ist.
Die Erfindung beinhaltet ebenso eine Vorrichtung, wie sie im vorletzten Absatz definiert ist, welche die erste Spule, abgestützt durch das erste Abstützmittel sowie eine zweite Spule, abgestützt durch das zweite Abstützmittel aufweist. Vorzugsweise weist die erste Spule eine größere Kapazität auf als die zweite Spule auf.
Bevorzugt sind die ersten und zweiten Achsen im Wesentlichen parallel angeordnet.
Das erste Abstützmittel kann derart ausgestaltet sein, dass es die erste Spule entlang der ersten Achse gegenstützt, wenn diese hierdurch abgestützt ist. In diesem Fall umfasst das Abstützmittel typischerweise ein gleitbar in der entgegengesetzten Bewegung entlang dieser ersten Achse befestigtes Element.
Das zweite Abstützmittel kann derart angeordnet werden, dass es eine zweite Spule, wenn sie hierdurch abgestützt ist, entlang der zweiten Achse gegenbewegt. In diesem Fall umfasst das zweite Abstützmittel vorzugsweise eine fest an dem Mittel zur gegenseitigen Bewegung damit befestigte Abstützung.
Vorzugsweise ist die Abstützung oberhalb des ersten Abstützmittels platziert.
Die Erfindung umfasst ebenso eine Produktionslinie für eine optische Faser, welche eine Vorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, aufweist.
Um die Erfindung verständlich zu machen, wird nun eine exemplarisch angegebene Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine frontale Aufrissansicht einer Aufwickelvorrichtung für gezogene optische Fasern während einer Anlaufprozedur des Ziehprozesses ist; und
2 ein Seitenaufriss der gleichen Vorrichtung darstellt.
In den Figuren wird eine Aufwickelvorrichtung 10 für gezogene optische Fasern mit einer ersten oder Speicher-Spule sowie einer zweiten oder Sammel-Spule oder Spule 14, die daran angesetzt ist, sowie einer optischen Faser 16, die mit zumindest einer polymeren Beschichtung versehen ist und stromaufwärts der Vorrichtung 10 über eine Rolle 18 um die Spule 12 auf die Spule 14 geführt wird, gezeigt.
Die Speicherspule 12 wird zur Drehung um eine Achse 20 von einem Abstützmittel 22 abgestützt, welches einen konventionellen Aufwickel-Ständer umfasst. Der Aufwickel-Ständer beinhaltet Seitenelemente 24, die zur gegenseitigen Bewegung entlang der Achse 20 auf einer Schiene 26 befestigt ist. Die Spindeln 28 und 30 erstrecken sich von den Seitenelementen 24 aufeinander zu und spitzen die Spule 12 für die Drehung um die Achse 20 ab. Ein Motor am Ort 32 dreht die Spindel 30, um zu bewirken, dass die Spule 12 sich dreht.
Die Sammelspule 14 wird innerhalb einer Führung 30 zur Drehung um eine Achse 34, die parallel zu der Achse 20 liegt, auf einer Spindel 35 durch Abstützmittel abgestützt. Dieses Abstützmittel beinhaltet eine Abstützung 36, die mittels eines aufrecht zu dem Seitenelement 24, von dem sich die Spindel 28 erstreckt, stehenden Elements 37 fest befestigt ist. Ein Motor 38, der an der Abstützung 36 befestigt ist, ist zur Drehung der Spindel 35 und somit der Spule 14 vorgesehen.
Die relative Drehung der Spindeln 30 und 35 und somit der Spulen 12 und 14 wird mittels eines (nicht gezeigten) elektronischen Regelkreises geregelt, so dass die Spannung der Faser zwischen den Spulen 12 und 14 innerhalb vorab bestimmter Grenzen gehalten wird. In diesem Zusammenhang wurde ermittelt, dass, wenn die Faserspannung an diesem Ort zu gering ist, Probleme bei der Regelung der Ziehrate der Faser auftreten können, und, wenn die Faserspannung zu hoch ist, ein Brechen der Faser auftreten kann.
Wie dargestellt, wird die Spule 14 direkt oberhalb der Spule 12 gestützt, wodurch dies zu keinem Anstieg der Länge oder Breite der Produktionslinie für eine optische Faser am Ort des Aufwickel-Ständers führt.
Im Betrieb wird beim Anfahren des Faser-Ziehprozesses die mit einer polymeren Beschichtung versehene gezogene Faser über Rollen 18 zwischen einem Paar von Führungsrollen 40 und dann um die Spule 12 weniger als eine vollständige Drehung und durch ein Paar von Führungsrollen 42 auf die Spule 14, an der ein Ende der gezogenen Faser abgesichert ist, geführt.
Die Spulen werden gedreht, um die gezogene Faser auf die Spule 14 aufzuwickeln. Während dieses Aufwickelbetriebs werden die Seitenelemente 24 des Aufwickel-Ständers gegeneinander auf der Schiene 26 über eine axiale Distanz, die im Wesentlichen der axialen Länge des Aufbaus oder der Nabe der Spule 14 entspricht, welche simultan über die gleiche Distanz in Hinsicht auf das Befestigen der Abstützung 36 an dem Seitenelement 24 entgegen bewegt wird, gegenbewegt. Auf diese Weise wird die Faser in Schichten auf die Spule 14 aufgewickelt, während der Pfad der optischen Faser im Wesentlichen beibehalten wird.
Die Kapazität der Sammelspule 14 ist deutlich kleiner als die Kapazität der Speicherspule 12, da lediglich erforderlich ist, dass sie während der anfänglichen Anlaufprozedur in einem Faser-Ziehprozess gezogene Fasern aufnimmt. Wenn die geforderten Ziehbedingungen erreicht sind (typischerweise nach etwa 8 km gezogener Faser), wird die Faser zwischen den Spulen 12 und 14 geschnitten und die nachfolgend gezogene Faser wird auf die Speicherspule 12 aufgewickelt.
Um zu bewirken, dass die Faser auf die rotierende Speicherspule 12 aufgewickelt wird, wird das stromaufwärtig geschnittene Ende, d.h. das Führungsende, der Faser an der Oberfläche einer Nabe 44 der Spule 12 fixiert. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass dieses geschnittene Ende an der Oberfläche der Nabe angeklebt wird. Speziell in der Ausführungsform wird eine Länge eines doppelseitig klebbaren Klebebandes 46 um die Nabe 44 herum vorgesehen. Eine Seite des Klebebandes klebt das Klebeband an der Nabe fest und das geschnittene Ende der Faser wird auf der anderen, radial nach außen liegenden Seite, festgeklebt. In dieser Ausführungsform erstreckt sich das Klebeband um 360° um die Nabe herum und ist etwa 2 Inches (50,8 mm) breit. Kurz bevor die Faser zwischen den Spulen geschnitten wird, sind die Positionen der Spulen derartig, dass die Faser über dem Klebeband geschnitten werden kann, so dass die Faser um die Nabe 44 der Speicherspule herumgewickelt ist und das geschnittene Ende nicht in der Lage ist, die nachfolgenden Wicklungen der Nabe 44 schädlich zu beeinflussen und zu beschädigen.
Alternativ hierzu kann ein Klebeband mit einer Klebeschicht an einer Seite verwendet werden, wobei die Klebeseite nach außen liegt und das Klebeband an sich selbst anhaftet.
In jedem Fall kann die Faser auf der Spule über ein axiales Ausmaß der Nabe, welches das Klebeband ausschließt, aufgewickelt werden, so dass das geschnittene Ende nicht die auf die Speicherspule aufgewickelte Faser beschädigt, wenn es von dem Klebeband getrennt wird.
Während des Aufwickelns der Faser auf die Speicherspule werden die Seitenelemente 24 des Aufwickel-Ständers auf der Schiene 26 über eine axiale Distanz gegenseitig bewegt, wobei die Distanz im Wesentlichen mit der axialen Länge der Nabe 44 der Speicherspule 12 übereinstimmt, bis eine vorab bestimmte Menge der Faser auf der Nabe aufgewickelt ist, wie dies durch die strichpunktierte Linie 48 angezeigt ist, oder bis das Ziehen der Faser von der Vorform vervollständigt ist. Dabei wird verständlich, dass die Gegenbewegung des Aufwickel-Ständers, wie sie oben beschrieben ist, bewirkt, dass die gezogene Faser, die an einem führenden Ende an der mittels eines Aufwickel-Ständers abgestützten und mittels des Motors am Ort 32 gedrehten Speicherspule angebracht ist, um auf die Spule 12 in einer Vielzahl von Schichten aufgewickelt zu werden.
Während die Faser auf die Speicherspule 12 aufgewickelt wird, wird die auf die Sammelspule aufgewickelte Faser getestet. Wenn die Testresultate nicht zufriedenstellend sind, werden geeignete Eingreifaktionen unternommen. Insbesondere kann, wenn ein nicht korrigierbarer Defekt ermittelt wurde, der Faser-Ziehprozess angehalten werden. Dabei ist es selbstverständlich, dass es bevorzugt wird, Tests durchzuführen, wenn das Wickeln auf die Speicherspule abgeschlossen ist.

Claims

Verfahren zum Ziehen optischer Fasern (16), mit dem Führen der gezogenen Faser über eine erste Spule (12) zu einer zweiten Spule (14), dem Drehen dieser Spulen, um während des anfänglichen Ziehens der Faser die Faser um die erste Spule und auf die zweite Spule zu wickeln, und, wenn die gewünschten Zieheigenschaften erreicht sind, dem nachfolgenden Schneiden der Faser zwischen den Spulen und Aufwickeln der gezogenen Faser auf der ersten Spule.
Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht, beinhaltend das Testen der auf der zweiten Spule (14) aufgewickelten Faser (16) während des Aufwickelns der Faser auf der ersten Spule (12).
Verfahren wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, beinhaltend das Regeln der Spannung der Faser (16) zwischen der ersten (12) und der zweiten (14) Spule während des Schritts des Wickelns der Faser um die erste Spule und auf den zweiten Körper durch Regeln der relativen Rotationsraten der Spulen.
Verfahren wie in Anspruch 1, 2 oder 3 beansprucht, beinhaltend nach dem Schritt des Schneidens das Anhaften des stromaufwärtig geschnittenen Endes der Faser (16) an der Oberfläche einer Nabe (44) der ersten Spule (12).
Verfahren wie in Anspruch 4 beansprucht, beinhaltend das Vorsehen eines doppelseitigen Klebebands (46) um die Nabe (44) der ersten Spule (12) und Anhaften des stromaufwärtig geschnittenen Endes der Faser (16) an dem Band.
Verfahren wie in Anspruch 4 beansprucht, beinhaltend das Vorsehen eines Bands, welches nur an einer Seite klebend ist, wobei die Klebeseite nach außen um die Nabe (44) der ersten Spule (12) und an sich selbst anhaftend vorgesehen ist, und das Anhaften des stromaufwärtig geschnittenen Endes der Faser (16) an dem Band.
Aufwickelvorrichtung (10) für gezogene optische Fasern (16), umfassend: erste Abstützmittel (22) zum Abstützen einer ersten Spule (12) um eine erste Achse (20); erste Rotationsmittel (32) zum Drehen solch einer ersten Spule, wenn sie durch die Abstützmittel abgestützt ist, um eine erste Achse; zweite Abstützmittel (36) zum Abstützen einer zweiten Spule (14) um eine zweite, unterschiedliche Achse (34); zweite Rotationsmittel (38) zum Drehen solch einer zweiten Spule, wenn diese durch die zweiten Abstützmittel abgestützt ist, um die zweite Achse; Führungsmittel (18, 40, 42) zum Führen einer optischen Faser (16) um eine erste Spule, wenn diese durch erste Abstützmittel abgestützt ist, und zu einer zweiten Spule, wenn diese durch zweite Abstützmittel abgestützt ist; Mitteln zum Steuern der durch die ersten und zweiten Rotationsmittel zur Verfügung gestellten Rotationsraten; sowie Mittel (24, 26) zum Bewirken des Anbringens einer gezogenen Faser nach dem Schneiden zwischen den Spulen an einem führenden Ende an einer ersten Spule, wenn diese durch erste Abstützmittel abgestützt und durch erste Rotationsmittel gedreht wird, um auf solch einer ersten Spule in einer Vielzahl von Schichten aufgewickelt zu werden.
Vorrichtung wie in Anspruch 7 beansprucht, worin die erste (20) und zweite (34) Achse im Wesentlichen parallel sind.
Vorrichtung wie in Anspruch 7 oder 8 beansprucht, wobei das erste Abstützmittel (22) so ausgestaltet ist, eine erste Spule (12), wenn diese durch die Abstützmittel (22) abgestützt ist, entlang einer ersten Achse (20) hin und her zu bewegen.
Vorrichtung wie in Anspruch 9 beansprucht, wobei das erste Abstützmittel (22) ein zur Hin- und Herbewegung entlang der ersten Achse (20) gleitbar gelagertes Mittel (24) umfasst.
Vorrichtung wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei das erste Abstützmittel (36) so gestaltet ist, eine zweite Spule (14), wenn sie durch das zweite Abstützmittel (36) abgestützt ist, entlang der zweiten Achse (34) hin und her zu bewegen.
Vorrichtung wie in Anspruch 11 beansprucht, wobei das zweite Abstützmittel eine fest zur Hin- und Herbewegung mit dem Mittel (24) hieran befestigte Abstützung (36) umfasst.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 7 bis 12 beansprucht, wobei das Abstützmittel (36) oberhalb der ersten Abstützmittel (22) angeordnet ist.
Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 7 bis 13 beansprucht, mit einer ersten durch erste Abstützmittel (22) abgestützten Spule (12) und einer zweiten durch zweite Abstützmittel (36) abgestützten Spule (14).
Vorrichtung wie in Anspruch 14 beansprucht, wobei die erste Spule (12) eine größere Kapazität als die zweite Spule (14) aufweist.
Produktionslinie für optische Fasern mit einer Vorrichtung wie in einem der Ansprüche 7 bis 15 beansprucht.
Produktionslinie für optische Fasern wie in Anspruch 16 beansprucht, des Weiteren umfassend eine erste durch erste Abstützmittel (22) abgestützte Spule (12), wobei die erste Spule mit einem Klebeband (46) zum Fixieren eines führenden Endes einer gezogenen optischen Faser an der ersten Spule vorgesehen ist.