FI91681B - Laitteisto optisen kuitukimpun kiinnittämiseksi kaapelirungon uriin menetelmä kuitujen ylipituuden säätämiseksi urissa - Google Patents

Description

5 91681

Laitteisto optisen kuitukimpun kiinnittämiseksi kaapeli-rungon uriin ja menetelmä kuitujen ylipituuden säätämiseksi urissa.

10 Optiset kuidut on tunnetusti sijoitettava muovimateriaalia oleviin ohjauselementteihin, joka peittää ne suojaa niitä, ja jolloin kuidut asetetaan kyseessä oleviin elementteihin tietyssä määrin ylipitkinä sen välttämiseksi, että niihin kohdistuu rasituksia, jotka voivat murtaa ne, 15 jos elementtiin kohdistuu vetorasitus ja siten venytys sen käsittelyn aikana, varsinkin sitä paikalleenasenneta-essa tai lämpötilamuutosten johdosta.

Tällöin esiintyvien vaikeuksien välttämiseksi on jo ehdo-20 tettu käytettäväksi kuitujen suojaamiseen ja ohjaamiseen uritettua runko-osaa, toisin sanoen sylinterimäistä tukea, jonka kehällä on uria, jolloin nämä urat kulkevat suositeltavasti kierteisesti, ja ne on mitoitettu siten, että kukin niistä voi sisältää yhden optisen kuidun, joka 25 on sijoitettu niihin ylipitkänä. Tämä ylipituus, joka voi olla 0 - 30/00, muodostetaan kuituun silloin kun se sijoitetaan uraan siten, että runkoon kohdistetaan hetkellisesti vetojännitys, joka pidentää sitä halutun määrän.

Kun runko päästetään vapaaksi, se lyhenee, mikä saa ai-30 kaan kuidulle sen ylipituuden.

Kun uritettua runkoa syötetään kelalta ja vedetään sitten kahden telan välistä, jotka antavat sille halutun veto-jännityksen, voi kuitenkin sattua, että sen jännityksen 35 vaikutuksesta, joka kuituun muodostetaan sen sijoittamiseksi rungon uraan, optisen kuidun alavirran puolella oleva osa vetäytyy pois urasta, mikä johtaa halutun yli- 91681 2 pituuden menettämiseen. On otettava huomioon, että kitka-kerroin kuidun ja rungon urien kosketuskohdan välillä itse asiassa on erittäin pieni.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on siten asettaa käytettäväksi välineet, jotka mahdollistavat jokaisen kuidun lukitsemisen uraansa ainakin hetkellisesti sen etämiseksi tulevan poisvedetyksi takaa asennustoiminnan aikana.

10 Tätä tarkoitusta varten tämän keksinnön ensimmäisenä kohteena on laite optisten kuitujen ryhmän kiinnittämiseksi kaapelirungon pitkittäisuriin, jolloin laitteelle on tunnusomaista, että siihen kuuluu kaksi akseleiltaan yhdensuuntaista vetotelaa, jotka voivat vetää kaapelirunkoa 15 siten, että se etenee jatkuvasti ja vakion elastisen jännitteen alaisena määrätyn suoraviivaisen osuuden, välineet vetotelojen ja optisten kuitujen syöttökelojen kannattamiseksi siten, että aikaansaadaan suhteellinen pöy-rivä liike kuituryhmän ja kaapelirungon sanotun osuuden 20 välille viimeksimainitun akselin ympäri, ja välineet kuitujen kiinnityskohdan (C) urien vieressä kuitujen määrätyn pituuden kiinnittämiseksi ainakin hetkellisesti urien sisäseinämiin.

25 Tämän keksinnön toisena kohteena on menetelmä optisen johtimen valmistamiseksi, joka muodostuu uritetusta rungosta ja optisten kuitujen ryhmästä, jolloin kukin kuitu on ennaltamäärätyssä määrin ylipitkänä sijoitettu rungon yhteen uraan, menetelmään kuuluessa se, että rungon yh-30 teen osuuteen kohdistetaan jatkuva vetojännitys (T) siten, että se saa elastisen venymän, ja kuidut kiinnite-‘ tään uriin tämän osuuden kiinteässä pisteessä (C), mene telmälle ollessa tunnusomaista, että kuitujen kiinnityskohdan (C) viereen muodostetaan sähkökenttä, joka pystyy 35 synnyttämään kuituihin ja kaapelirunkoon erilaiset ioni-saatiotilat ja siten muodostamaan sähköstaattisen kiinni-tysvoiman kuiduille uriin.

Il 91681 3

Keksinnön kohteena on myös menetelmän mukaisesti valmistettu optinen johdin.

Seuraavaksi kuvataan esimerkinomaisesti, kuinka keksintö 5 käytännössä voidaan toteuttaa.

Oheisissa piirustuksissa:

Kuva 1 on kaaviomainen ja leikattu perspektiivikuvanto 10 optisesta johtimesta,

Kuvat 2a ja 2b esittävät kaaviomaisina kuvantoina kahta uravaihtoehtoa kuvan 1 johtimen rungossa, 15 Kuva 3 on kaaviokuvanto asennuslaitteistosta, joka on tarkoitettu menetelmän suorittamiseen, ja

Kuva 4 on samaten kaaviokuvanto suuremmassa mittakaavassa, ja siinä on esitetty ionisaatiosauva kuvan 3 lait-20 teistossa.

Kuvassa 1 nähdään runko 1, joka on profiililtaan pyöreä, muovimateriaalia oleva pitkänomainen elementti, ja tarkoitettu sisältämään kuusi optista kuitua 2 ja ohjaamaan 25 niitä siten, ettei näihin kuituihin kohdistu mitään veto-rasituksia. Rungossa 1 on keskellä sylinterimäinen käytävä, jossa kulkee keskilanka 3. Rungon 1 kehä pinnalla on kuusi profiililtaan puolisuunnikasmaista uraa 4, joista kukin on tarkoitettu sisältämään yhden kuidun 2.

30 Kuten nähdään, kunkin uran 4 poikkileikkaus on selvästi suurempi kuin kuidun poikkileikkaus siten että tämä jälkimmäinen on vapaana urassa sen seinämien välissä. Kuvan 1 kaaviossa urat ovat samansuuntaisia rungon 1 akselin kanssa, mutta suositeltavasti, kuten kuvista 2a ja 2b 35 nähdään, urat 4 muodostetaan kulkemaan kierteisesti. Kuvan 2a esimerkissä urat kulkevat kierteisesti va-kionousulla, ja kaikki urat ovat yhdensuuntaisia.

4 91681

Kuvan 2b vaihtoehdossa taas urien kulku on jaksottainen siten, että kierrelinjojen kulkusuunta rungon ympäri vuo-rottelee jaksottain (SZ kulku).

5 Kuvassa 3 on kaaviomaisesti esitetty laitteisto menetelmän suorittamiseksi. Tähän laitteistoon kuuluu perusrunko 5, jonka kaksi pystypalkistoa kannattavat ensimmäistä rullaustelinettä 6, ja kaksi muuta pystypalkistoa kannattavat toista rullaustelinettä 7. Nämä kaksi rullausteli- 10 nettä ovat laakerien 8 kannattamia ja ne kääntyvät yhteisen akselin ympäri. Kummankin telineen lähtöakselin 9 ja 10 päässä on vetopyörä 11, jolla niitä voidaan pyörittää moottorin (ei esitetty) avulla. Ensimmäisessä telineessä 6 on syöttölaite 12, jossa on kela 13, ja vetotela 14, 15 joka pyörii akselin 15 ympäri, joka on kohtisuorassa laitteiston kokonaisakseliin nähden. Telaa käytetään moottorilla (ei esitetty), joka on asennettu telineeseen 6, Mitä telineeseen 7 tulee, siinä on samaten vetotela 16, jonka akseli on yhdensuuntainen telan 14 akselin 20 kanssa, ja jota samoin käytetään telineeseen asennetulla moottorilla. Toisaalta siinä on vastaanottolaite 17, jolle on asennettu vastaanottokela 18. On selvää, että näitä kahta vetotelaa 14 ja 16 voidaan käyttää niiden vastaavilla moottoreilla nopeuksilla, jotka säädetään siten, 25 että näiden kahden telan välissä ulottuvan rungon 1 osuus telineeltä 6 telineelle 7 on ennaltamäärätyn veto-jännityksen alaisena. Tämä jännitys säädetään siten, että runko saa elastisen pitenemän Δ L näiden kahden vetotelan välissä olevaan osuuteensa samalla kun näiden välinen 30 todellinen etäisyys on L.

Toisaalta nämä kaksi telinettä 6 ja 7 voidaan saattaa pyörimään laitteiston kokonaisakseiin ympäri tavalla ja nopeudella, jotka vastaavat kierreurien 4 kulkua. Ta-35 pauksessa jossa rungossa on vakionousuiset urat 4 (kuva 2a) on siten telineiden 6 ja 7 nopeus vakio ja synkronoitu vetotelojen vastaavan kanssa urien nousun funk- 91681 5 tiona.

Kuvassa 3 esitetyllä koneella valmistetaan kuvassa 2a esitetyn tyyppistä kaapelia. Toisessa suoritusmuodossa, 5 joka vastaa myös kuvan 2a rakenneratkaisua, voidaan syöt-tölaiteryhmä, jonka tarkoituksena on kuitujen ohjaaminen ja jota kuvataan myöhemmin, myös asentaa pyörivästi koko-naisakselin ympäri, jolloin vastaanottolaite 17 vastaavasti on asennettu kiinteälle suunta-akselille.

10

Voidaan kuitenkin myös ajatella, että syöttö- ja vastaan-ottolaitteet on asennettu kiinteille suunta-akseleille. Laitteeseen kuuluu silloin väliteline näille kahdelle vetotelalle 14 ja 16, jota pyöritetään jaksottaisesti 15 yhteen suuntaan ja sitten toiseen. Tällä variantilla voidaan valmistaa kuvassa 2b esitetyn tyyppistä kaapelia, Tällainen SZ rakenne voidaan myös aikaansaada parannetulla tavalla, joka muodostaa tämän keksinnön pääasiallisen kohteen.

20

Seuraavaksi kuvataan syöttölaitetta. Perusrungossa 5 on telineen 6 ympärillä sarja kelanpitimiä 20, joista yksi on esitetty kuvassa 3. Kukin näistä kelanpitimistä on varustettu optista kuitua 2 sisältävällä kelalla 21. Ke-25 loilta 21 lähteviä kuituja 2 vedetään kaapelirungon suun-• taan. Ne kulkevat ohjausreiän 22 läpi, joka on järjestet ty ohjauslevyyn 23, jonka läpi myös runko 1 kulkee, samalla kun kuitujen kiinnityspisteen (C) uriin määrää ve-tolevy 24.

30

Kuten edellä on sanottu, on välttämätöntä, että jokaisen kuidun 2 vetolevyn 24 ja kelan 21 välinen osuus kulkee suoraviivaisesti, jolloin kuituun on myös kohdistuttava vetojännitys, joka antaa sille minimivenymän, joka kui-35 tenkin on suurempi kuin nolla; tämän jälkeen tätä jännitystä merkitään kirjaimella (F). Tämän jännityksen aikaansaamiseksi on kuituun ilmeisen välttämättömästä kui- 6 91681 tenkin sillä rungon osuudella, joka kulkee vetotelalla 16 ja kelalle 18, kohdistuva pidätysvoima, joka voi välittyä ainoastaan uran 4 seinämien kautta, jonne se kiinnittyy. Kuten kuitenkin on todettu, kuidun ja rungon 1 muovimate-5 riaalin välinen kitkakerroin on erittäin pieni. Siten käytännössä tällaisen jännityksen (F) aikaansaamisessa esiintyy vaikeuksia. Näiden vaikeuksien välttämiseksi kuvattuun laitteistoon kuuluu välittömästi vetolevyn 24 alavirran puolella olevan rungon 1 osuuden vieressä oleva 10 ionisaattorilaite, jota yleisesti on merkitty viitenumerolla 25. Tämä ionisaattorilaite voidaan toteuttaa eri tavoin. Erityisesti siihen voi kuulua sähköstaattinen generaattori 26 ja varaussauva 27, joka muodostuu pitkänomaisesta sylinterikappaleesta ja on maan suhteen eris-15 tetty, ja jota pidetään generaattorilla 26 ennaltamäärä-tyssä sähköstaattisessa jännitteessä. Varaussauvan 27 toiminta on yksityiskohtaisemmin kuvattu kuvassa 4. Se synnyttää ympäristöönsä ja varsinkin rungon 1 kautta kulkevaan vyöhykkeeseen voimakkaan sähkökentän. Tämä ai-20 kaansaa ionisaatioilmiöt, joiden vaikutuksesta kuidut ja runko saavat erilaiset varaustilat johtuen läsnäolevien materiaalien erilaisista ominaisuuksista. Tämän tilanteen tuloksena kukin kuitu 2 liimautuu siihen uraan, johon se on tuotu. Näin syntynyt kinnittyminen aikaansaa tietyn-25 suuruisen voiman, joka synyttää halutun pidätyskyvyn.

Siten on mahdollista jännittää kuidut 2 syöttölaitteiden 21 ja vetolevyn 24 välillä voimalla (F) ja varmistaa näin näiden kuitujen oikea sijoittuminen uriin. Koska runko 1 on elastisesti venytetty voiman (T) vaikutuksesta sen 30 kulkiessa vetotelojen 14 ja 16 välissä ja koska se menettää venymänsä heti jättäessään vetotelan 16 ohjautuakseen kelalle 18, se lyhenee tässä kohdassa, mikä antaa kuiduille 2 halutun ylipituuden. Sauvan 27 sähkökentässä tapahtuvan ionisaatioilmiön synnyttämä sähköstaattinen 35 varaus häviää tietyn ajan kuluttua, eikä jätä mitään jälkiä valmiiseen kaapeliin.

li 7 91 661

On selvää, että siinä tapauksessa kun uritus on kierteinen vakionousulla, syöttökela 13 ja vastaanottokela 18 on välttämättä asennettava pyöriviin telineisiin 6 ja 7, ja että optisen johtimen valmistus voi tapahtua vain pituu-5 deltaan määrätyillä osuuksilla. Toisaalta siinä tapauksessa kun rungossa on SZ uritus, kelat 13 ja 18 voidaan asentaa runkoon 5 telineiden ulkopuolelle, mikä mahdollistaa pituudeltaan hyvin pitkien optisten johdinele-menttien yhtäjaksoisen valmistuksen. Näissä kahdessa suo-10 ritusmuodossa sähköstaattisen generaattorin ja ionisaattorin läsnäolo kuitujen kiinnittymispisteen uriin vieressä on mahdollistanut huomattavan parannuksen optisten johtimien laatuun, ja varsinkin sellaisen johtimen aikaansaamiseen, jossa kuiduilla todellakin on ennalta-15 määrätty ylipituus. Tämä ylipituus estää niitä negatiivisia vaikutuksia, joita aikaisemmin on havaittu optisten kuitujohtimien optisissa ominaisuuksissa, koko kaapelin eliniän ajan, ja vähentää kuitujen murtumisvaaraa kappaleita käsiteltäessä. Kuvattu järjestely sallii kaa-20 pelirungon ja kuitujen syöttönopeuden lisäämisen ja sen seurauksena myös laitteiston taloudellisuuden parantamisen.

Claims (11)

91681

1. Laite optistenkuitujen (2) ryhmän kiinnittämiseksi kaapelirungon (1) pitkittäisuriin (4), tunnettu siitä, 5 että siihen kuuluu kaksi akseleiltaan yhdensuuntaista vetotelaa (14, 16), jotka voivat vetää kaapelirunkoa siten, että se etenee jatkuvasti ja vakion elastisen jännityksen alaisena määrätyn suoraviivaisen osuuden (19), välineet (5, 6, 7) vetotelojen ja optisten kuitujen (2) 10 syöttökelojen (21) kannattamiseksi siten, että aikaansaadaan suhteellinen pyörivä liike kuitujen (2) ryhmän ja kaapelirungon sanotun osuuden (19) välille viimeksimainitun akselin ympäri, ja välineet (25) kuitujen kiinnityskohdan (C) urien vieressä, kuitujen määrätyn 15 pituuden kiinnittämiseksi ainakin hetkellisesti urien sisäseinämiin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu runko (6, 7), joka voi pyöriä akselin 20 ympäri, ja joka kannattaa näitä kahta vetotelaa (14, 16) välimatkan päässä toisistaan, ja välineet näiden vetotelojen pyörittämiseksi kumpaakin akselinsa ympäri nopeudella, joka säädetään vaiheeltaan ja suuruudeltaan siten, että kaapelirungon se osuus, jota vetoteloilla siirre-25 tään, joutuu näiden välissä ennaltamäärätyn vetojännityk-• sen alaiseksi, jolloin välineet optisten kuitujen saami seksi kiinnittymään kaapelirungon uriin on sijoitettu kiinnittymiskohdan (C) alavirran puolelle.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ionisaattorilaite (25), joka on sijoitettu vetotelojen (14, 16) väliin kaapelirungon viereen, välineenä kuitujen saamiseksi kiinnittymään urien sisäseinämiin.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ionisaatiolaitteeseen (25) kuuluu kaapelirungon vie- 35 II 91681 ressä oleva sähköstaattinen varaussauva (27), joka on yhdistetty sähköstaattisen jännitteen generaattoriin (26).

5. Menetelmä optisen johtimen valmistamiseksi, joka muo dostuu uritetusta kaapelirungosta (1) ja optisten kuitujen (2) ryhmästä, jolloin kukin kuitu on ennaltamäärätys-sä määrin ylipitkänä sijoitettu kaapelirungon yhteen uraan (4), menetelmään kuuluessa se, että kaapelirungon 10 kiinteään osuuteen kohdistetaan jatkuva vetojännitys (T) siten, että se saa elastisen venymän, ja kuidut kiinnitetään uriin tämän osuuden kiinteässä pisteessä (C), ja sille ollessa tunnusomaista se, että kuitujen kiinnityskohdan (C) viereen muodostetaan sähkökenttä, joka pystyy 15 synnyttämään kuituihin (2) ja kaapelirunkoon (1) erilaiset ionisaatiotilat ja siten muodostamaan sähköstaattisen kiinnitysvoiman kuiduille uriin.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen valmistusmenetelmä, 20 tunnettu siitä, että kiinnitettäessä kuituja (2) uriin (4) niihin kohdistetaan vetojännitys (F), joka antaa niille pienemmän pitenemän kuin se, joka seuraa kaapeli-runkoon (1) kohdistettua jännitystä (T).

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tun- '· nettu siitä, että kaapelirunkoa (1) kuljetetaan kahdella vetotelalla, (14, 16), joiden pyörintä on nopeudeltaan ja vaiheeltaan synkronoitu siten, että kaapelirungona on vetotelojen välisellä pituusosuudellaan ennaltamäärätty 30 nopeus ja sanottu jännitys (T).

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen menetelmä, jossa käytetään kaapelirunkoa (1), jonka urat (4) kulkevat kierteisesti, tunnettu siitä, että kaapelirungolle 35 annetaan pöyrimisliike sen suoran osuuden akselin ympäri.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu 4 91681 siitä, että pyörimisliikettä jatketaan vakionopeudella, jolloin kaapelirungon (1) urat (4) on sijoitettu kierteisesti ja vakionousulla.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaapelirungon (1) pyörimisliikkeen suunta vaihdetaan jaksoittain, jolloin urilla (4) on vaihtu-vasuuntainen kierremuoto (ZS).

11. Patenttivaatimuksen 5 tai jonkin patenttivaatimuksen 6-10 mukaisella menetelmällä valmistettu optinen johdin, tunnettu siitä, että kuidut (2) on sijoitettu ylipitkinä kaapelirungon (1) uriin (4), ja että kuidut kiinnittyvät ainakin hetkellisesti määrätyltä pituudeltaan urien si-15 säseinämiin.