KR101960606B1 - 인장 시험을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유(11)의 인장 시험 장치(1)에 관한 것이다. 광섬유를 효율적이고 간단하게 시험하기 위해, 상기 장치는 제 1 직경(D1)을 갖는 제 1 원주면(7) 및 상기 제 1 직경(D1)보다 큰 제 2 직경(D1)을 갖는 제 2 원주면(8)을 갖는 이중 풀리(6)를 포함한다. 제 1 원주면(7)과 제 1 구동 벨트 섹션(2)에 의해 한정된 섬유 입구(10)는 제 1 원주면(7)과 접촉한다. 제 2 원주면(8)과 제 2 구동 벨트 섹션(3)에 의해 한정된 섬유 출구(13)는 제 2 원주면(8)과 접촉하고, 가이드(12)는 광섬유(11)를 섬유 입구(10)로부터 섬유 출구(13)로 통과시킨다.

Description

인장 시험을 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TENSILE TESTING}
본 발명은 광섬유의 인장 시험에 관한 것이다. 이러한 인장 시험은 생산된 광섬유의 강도가 사전 정의된 요구사항을 충족시키는 것을 보장하기 위해 주기적으로 수행될 수 있다.
종래에는, 사용된 시험 장치의 광섬유 경로를 통해, 광섬유가 당김 장치에 의해 당겨지는, 광섬유의 인장 시험을 위한 해결책이 공지되어 있다. 이 시험 장치에서는 광섬유의 선단과 후단 사이에 속도 차가 발생한다. 이러한 속도 차이로 인해 광섬유에 내부 응력 또는 인장이 생성되며, 광섬유가 요구사항을 충족시키지 못하면 시험 중에 광섬유는 끊어진다.
종래의 공지된 해결책에 대한 문제점은 인장 시험을 수행하기 위해 필요한 시험 장치가 비교적 복잡하기 때문에 인장 시험에 의해 발생하는 비용이 불필요하게 높다는 것이다.
또한, 시험 중에 광섬유가 끊어지는 경우, 인장 시험을 계속하기 전에 광섬유의 남아있는 시험 되지 않은 부분을 광섬유 경로에 끼워 넣어야 한다. 이러한 끼워 넣음은 상대적으로 느리고 성가신 수동 공정이다.
본 발명의 목적은 상기 결점을 해결하고, 비용을 최소화할 수 있도록 시험 절차를 단순화하고 가속화하는 광섬유의 인장 시험을 위한 효율적인 해결책을 제공하는 것이다. 이것은 독립항 제 1 항에 따른 인장 시험 장치 및 독립항 제 12 항에 따른 인장 시험 방법으로 달성된다.
상이한 직경을 갖는 제 1 원주면 및 제 2 원주면을 포함하는 이중 풀리를 사용함으로써, 이들 원주면은 각기 접촉하는 제 1 구동 벨트 섹션 및 제 2 구동 벨트 섹션과 조합하여, 시험 중에 광섬유가 파손됨과 동시에 광섬유의 효율적인 시험을 용이하게 처리할 수 있는 시험 절차를 쉽게 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예로서 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 인장 시험의 제 1 실시예를 도시한다.
도 4는 대안적인 이중 풀리를 도시한다.
도 5는 인-라인 인장 시험을 도시한다.
도 6은 오프-라인 인장 시험을 도시한다.
도 7은 인장 시험의 제 2 실시예를 도시한다.
도 8은 도 7의 벨트의 단면을 도시한다.
도 9는 인장 시험의 제 3 실시예를 도시한다.
도 10은 인장 시험의 제 4 실시예를 도시한다.
도 1 내지 도 3은 광섬유의 인장 시험 장치(1) 및 인장 시험 방법의 제 1 실시예를 도시한다. 도 1은 시험 장치(1)를 위에서 본 것을 도시하고, 도 2는 시험 장치(1)의 평면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2의 이중 풀리(6)를 보다 상세히 도시한 것이다.
실질적으로 순환식 광섬유의 연속 시험에 적합한 시험 장치(1)는 벨트 풀리(4)의 둘레에서 나란히 이동하는 제 1 구동 벨트 섹션(2) 및 제 2 구동 벨트 섹션(3)을 포함한다. 도 1의 실시예에서, 제 1 구동 벨트 섹션(2) 및 제 2 구동 벨트 섹션(3)은 2개의 상이한 구동 벨트의 구동 벨트 섹션이라고 가정한다. 풀리(4)의 개수는 구현에 따라 변할 수 있다. 도시된 예에서, 각각의 구동 벨트 섹션(2, 3)은 2개의 풀리(4)의 둘레를 회전하는 것으로 가정한다. 또한, 각각의 구동 벨트 섹션(2, 3)은 조정 풀리(5)와 접촉하며, 상기 조정 풀리(5)는 구동 벨트 또는 구동 벨트들의 인장을 조정하기 위해 풀리(4)와 연관하여 (도 1에서 수직으로) 이동될 수 있다.
시험 장치(1)는 또한 이중 풀리(6)를 포함한다. 이 실시예에서 이중 풀리(6)는 제 1 직경(D1)을 갖는 제 1 원주면(7) 및 제 2 직경(D2)을 갖는 제 2 원주면(8)을 포함하는 하나의 단일 풀리로서 구현된다. 제 2 직경(D2)은 제 1 직경(D1)보다 크다. 예를 들어 전기 모터를 포함하는 단일 구동 유닛(24)은 이중 풀리(6)를 회전시킨다.
제 1 구동 벨트 섹션(2)은 이중 풀리(6)의 제 1 원주면(7)과 정렬되어 제 1 원주면(7)과 접촉하고, 제 1 구동 벨트 섹션(2)은 이중 풀리(6)와 함께 회전한다. 제 1 구동 벨트 섹션(2)과 제 1 원주면(7)은 함께, 인장 시험을 위해 광섬유(11)가 수용되는 섬유 입구(10)를 한정한다.
가이드(12)는 이중 풀리(6)로부터 일정 거리에 배치된다. 이 거리는 가이드(12)와 이중 풀리(6) 사이의 상호 이동을 방지함으로써 일정하게 유지된다. 도 1 내지 도 3의 실시예에서, 가이드(12)는 그 주변을 광섬유(11)가 통과하는 자유 회전 풀리를 포함한다. 가이드(12)의 자유 회전 풀리는 광섬유(11)를 섬유 입구(10)로부터 수용하기 위한 이중 풀리(6)의 제 1 원주면(7)과, 광섬유(11)를 섬유 출구(13)로 통과시키기 위한 제 2 원주면(8)과 정렬한다.
제 2 구동 벨트 섹션(3)은 이중 풀리(6)의 제 2 원주면(8)과 정렬되어 제 2 원주면(8)과 접촉하고, 제 2 구동 벨트 섹션(3)은 이중 풀리(6)와 함께 회전한다. 제 2 구동 벨트 섹션(3)과 제 2 원주면(8)은 함께, 인장 시험 후에 광섬유(11)가 통과되는 섬유 출구(13)를 한정한다.
도면들과 상기 설명으로부터 명백한 바와 같이, 이중 풀리(6)의 제 1 원주면(7)의 직경(D1)과 제 2 원주면(8)의 직경(D2)에는 차이(D1 < D2)가 있다.
광섬유가 제 1 구동 벨트 섹션(2)과 제 2 구동 벨트 섹션(3)에 의해 이들 둘 모두와 접촉하게 되면, 이중 풀리(6)가 회전할 때 섬유 입구(10)와 섬유 출구(13) 사이에는 속도차가 발생한다. 이러한 속도차는 광섬유에 인장 또는 내부 응력을 발생하여, 광섬유(11)가 충분히 강하지 않을 경우 결국 광섬유를 파손할 수 있다. 얻어진 인장의 양은 제 1 원주면(7)과 제 2 원주면(8) 사이의 직경 차이에 따르며, 결과적으로 적당히 치수가 정해진 이중 풀리를 선택함으로써 시험된 광섬유에 적합하게 조정될 수 있다.
시험 중에 광섬유가 파손되는 경우, 그러한 파손은 전형적으로 그 순간에, 가이드(12)의 라인 풀리 상에 또는 라인 풀리와 이중 풀리(6) 사이에 위치하는 광섬유(11)의 섹션(14) 상에서 발생하는데, 그 이유는 광섬유에서의 인장이 이 섹션(14)에서 가장 크기 때문이다. 그 경우, 파손 이후에, 광섬유(11)의 새로운 선단부는 섬유 입구(10)에 갇혀 유지되게 되고, 여기서 제 1 구동 벨트 섹션(2) 및 제 1 원주면(7)과의 접촉으로 인해 제 위치에 유지된다. 이것은 관리자가 새로운 선단부를 잡는 것을 매우 간단하고 신속하게 하여, 가이드(12)의 라인 풀리를 통해, 이를 제 2 구동 벨트 섹션(3)과 제 2 원주면(8) 사이의 섬유 출구(13)로 안내하고, 그 이후에 장치(1)에 대한 인장 시험이 다시 계속될 수 있다.
도시된 예에서, 제 1 구동 벨트 섹션(2)과 제 2 구동 벨트 섹션(3)은 단일 구동 유닛(24)에 의해 구동되어 이중 풀리(6)를 회전시키게 된다. 이러한 해결책은 단 하나의 단일 구동 유닛에 의해, 매우 간단하고 비용면에서 효율적인 인장 시험 장치를 얻을 수 있게 하여, 비용이 최소화되고, 또한 여러 개의 개별 구동 유닛의 회전 속도를 동기화할 필요성을 회피할 수 있게 한다.
도시 및 설명된 시험 해결책을 사용함으로써 얻어지는 장점은, 광섬유(11)가 장치(1) 내에서 이동하기 시작할 때 효율적인 인장 시험이 실질적으로 즉시 시작된다는 것이다. 이는 인장 시험이 어떤 특별한 라인 속도를 요구하지 않으면서도, 섬유가 여전히 장치 내에서 가속되는 동안, 효율적인 인장 시험이 행해질 수 있게 한다.
일부 구현예에서, 인장 측정 장치(15)는 시험 동안 광섬유의 인장을 나타내는 측정 결과를 얻기 위해 가이드(12)의 자유 회전 라인 풀리와 연결되어 배치될 수 있다. 그러나, 제 1 원주면 및 제 2 원주면을 위한 적절한 직경(D1 및 D2)을 선택함으로써, 광섬유의 인장이 충분히 높을 수 있는 레벨로 될 수 있어, 광섬유가 끊어지지 않으면 광섬유가 시험을 통과하였다는 것을 보장하기 때문에, 인장 측정 장치(15)가 모든 실시예에서 필수적인 것은 아니다.
도 4는 이중 풀리(6) 대신, 도 1 및 도 2의 장치에 이용될 수 있는 대안적인 이중 풀리(6')를 도시한다.
상술한 실시예와 유사하게, 이중 풀리(6')는 제 1 직경(D1)을 갖는 제 1 원주면(7) 및, 제 2 직경(D2)이 제 1 직경(D1)보다 큰 제 2 직경(D2)을 갖는 제 2 원주면(8)을 포함한다.
도 4의 실시예에서, 이중 풀리는 동일한 회전 속도로 함께 회전하기 위해 서로 부착되어 동축으로 배열된 2개의 별도의 풀리(16', 17')로서 구현된다. 하나의 대안은, 풀리(16', 17')가 도 4에 도시된 바와 같이, 볼트(18')에 의해 서로 부착된다는 것이다. 대안적으로 풀리(16', 17')는 하나의 공통 샤프트 상에 부착될 수 있으며, 샤프트와 같은 속도로 회전한다.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 시험 장치(1)와, 도 3 또는 도 4에 따른 이중 풀리를 사용하는 인-라인 인장 시험을 도시한다.
이와 관련한 인-라인 시험은, 광섬유(11)가 드로잉 장치(20)에 의해 유리 프리폼(19)으로부터 인출되고 인출된 광섬유(11)가 중간 저장 없이 인장 시험 장치(1)로 통과되는 해결책을 지칭한다. 광섬유(11)의 저장은 광섬유가 인장 시험 장치(1)를 통과한 후에 행해지며, 광섬유는 와인딩 장치(21)로 통과한다.
도 5는 인-라인 시험 장치의 매우 단순화된 버전만을 도시한다. 실제에서는, 드로잉 장치(20)에서, 또는 드로잉 장치(20)와 인장 시험 장치(1) 사이, 또는 인장 시험 장치(1)와 와인딩 장치(21) 사이의 위치에서, 광섬유(11)를 처리하기 위한 예시되지 않은 다른 장치가 이용될 수 있다.
도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 장치(1)와, 도 3 또는 도 4에 따른 이중 풀리를 사용하는 오프-라인 인장 시험을 도시한다.
이와 관련한 오프-라인 시험은 이미 제조된 광섬유(11)가 제 1 와인딩 장치(22) 상에 저장되는 해결책을 지칭한다. 시험 중에 광섬유는 제 1 와인딩 장치(22)로부터 와인딩 되지 않고 인장 시험 장치(1)로 통과한다. 시험된 광섬유(11)는 이어서 인장 시험 장치(1)로부터 보관을 위한 제 2 와인딩 장치(23)로 통과된다.
도 7 및 도 8은 인장 시험의 제 2 실시예를 도시한다. 도 7과 도 8에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 3과 관련하여 설명된 것과 매우 유사하다. 따라서, 도 7과 도 8의 실시예는 주로 이들 실시예들 간의 차이점을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 7에 도시된 장치(31)에서, 제 1 구동 벨트 섹션(32) 및 제 2 구동 벨트 섹션(33)은 하나의 단일 구동 벨트(34)의 벨트 섹션이다. 이러한 솔루션을 구현할 수 있는 한 가지 대안은 도 8에 도시된 구동 벨트(34)를 사용하는 것이다.
도 8은 순환식 구동 벨트(34)의 단면을 도시한다. 여기서, 이중 풀리(6)(또는 도 4에 도시된 풀리가 사용될 때는 이중 풀리(6'))의 제 1 원주면(7)과 접촉하는 제 1 구동 벨트 섹션(32)은 이중 풀리(6)(또는 이중 풀리(6'))의 제 2 원주면(8)과 접촉하는 제 2 구동 벨트 섹션(33)보다 두껍다. 부가적으로, 제 1 구동 벨트 섹션(32)은 제 1 구동 벨트 섹션과 제 2 구동 벨트 섹션(33) 사이의 일시적인 상호 변위를 허용하는 가요성 중간 부품(35)을 통해 제 2 구동 벨트 섹션(33)과 연결될 수 있다. 이것은 제 1 및 제 2 구동 벨트 섹션(32, 33)이 상이한 직경(D1, D2)을 갖는 제 1 및 제 2 원주면(7, 8)을 따라 주행하면서, 제 1 및 제 2 구동 벨트 섹션(32, 33) 사이의 속도 차이를 보상할 수 있게 한다.
도 9는 인장 시험의 제 3 실시예를 도시한다. 도 9에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 3과 관련하여, 그리고 도 7 및 도 8과 관련하여 설명된 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 도 9의 실시예는 주로 이들 실시예들 간의 차이점을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 9의 실시예에서, 광섬유의 섹션(14)을 섬유 입구(10)로부터 섬유 출구(13)로 안내하기 위해, 인장 시험 장치(41)에서 사용되는 가이드(12')는 이전의 실시예들과 같은 풀리를 갖지 않는다. 대신에, 가이드는 광섬유가 섬유 입구(10)로부터 섬유 출구(13)로 안내되는 방식으로, 광섬유와 접촉하는 적당한 위치에 구멍을 가진 판과 같은 비 회전 부분으로 구현된다.
도 10은 인장 시험의 제 4 실시예를 도시한다. 도 10에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 3과 관련하여, 그리고 도 7 및 도 8과 관련하여 설명된 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 도 10의 실시예는 주로 이들 실시예들 간의 차이점을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 10의 실시예에서, 인장 시험 장치(51)에서 제 1 구동 벨트 섹션(52) 및 제 2 구동 벨트 섹션(53)은 상이한 구동 벨트의 구동 벨트 섹션이고, 이들 구동 벨트는 이중 풀리(6)(또는 도 4에 도시된 이중 풀리가 사용되는 경우에는 이중 풀리(6'))의 대향 측면 상에 배치된다.
또한, 이 실시예에서, 이중 풀리(6)(또는 6')는 자유롭게 회전하며, 다시 말해, 이중 풀리(6)를 구동하는 구동 유닛이 없다. 대신 하나의 단일 구동 유닛(54)이 광섬유(11)를 섬유 출구(13)로부터 잡아당기기 위해 제공된다. 구동 유닛은 그 주위에 광섬유의 회전이 감기는 추가적인 풀리와 이 추가적인 풀리를 회전시키기 위해 배치된 전기 모터로서 구현될 수 있다.
상기 설명 및 첨부된 도면들은 본 발명을 예시하기 위한 것임을 이해해야 한다. 본 발명은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양하게 변형될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (12)

  1. 광섬유(11)의 인장 시험을 위한 장치(1, 31, 41, 51)로서,
    제 1 직경(D1)을 갖는 제 1 원주면(7)과 상기 제 1 직경(D1)보다 큰 제 2 직경(D2)을 갖는 제 2 원주면(8)을 갖는 이중 풀리(6, 6'),
    상기 이중 풀리(6, 6')의 제 1 원주면(7)과 접촉하는 제 1 구동 벨트 섹션(2, 32, 52) 및 상기 이중 풀리의 제 2 원주면(8)과 접촉하는 제 2 구동 벨트 섹션(3, 33, 53),
    상기 제 1 원주면(7) 및 상기 제 1 원주면(7)과 접촉하는 상기 제 1 구동 벨트 섹션(2, 32, 52)에 의해 한정되는 섬유 입구(10),
    상기 제 2 원주면(8) 및 상기 제 2 원주면(8)과 접촉하는 상기 제 2 구동 벨트 섹션(3, 33, 53)에 의해 한정되는 섬유 출구(13),
    광섬유(11)를 상기 섬유 입구(10)로부터 상기 섬유 출구(13)로 통과시키는 가이드(12, 12') 및,
    상기 제 1 구동 벨트 섹션(2, 52) 및 상기 제 2 구동 벨트 섹션(3, 53)을 회전시키는 하나의 단일 구동 유닛(24, 54)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 벨트 섹션(32)과 상기 제 2 구동 벨트 섹션(33)은 하나의 단일의 구동 벨트(34)의 구동 벨트 섹션인 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 벨트 섹션(2, 52)과 상기 제 2 구동 벨트 섹션(3, 53)은 2개의 분리의 구동 벨트(34)의 구동 벨트 섹션인 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 이중 풀리(6)는 상기 제 1 원주면(7)과 상기 제 2 원주면(8)을 포함하는 하나의 단일 풀리로서 제공되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 이중 풀리(6')는 함께 회전하도록 배치된, 동축으로 배치된 2개의 분리된 풀리(16', 17')로서 제공되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 벨트 섹션(2, 52)과 상기 제 2 구동 벨트 섹션(3, 53)은 이중 풀리(6, 6')를 회전시키는 하나의 단일 구동 유닛(24)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동 벨트 섹션(52)과 상기 제 2 구동 벨트 섹션(53)은 상기 광섬유(11)를 상기 섬유 출구(13)로부터 당기는 하나의 단일 구동 유닛(54)에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드(12)는 상기 광섬유(11)를 상기 섬유 입구(10)로부터 상기 섬유 출구(13)로 통과시키기 위한 자유 회전 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 광섬유(11)의 인장을 측정하기 위한 인장 측정 장치(15)가 상기 자유 회전 풀리에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 프리폼(19)으로부터 광섬유(11)를 인출하는 드로잉 장치(20)로부터 광섬유를 수용하고, 수용된 상태에서 인장 시험된 광섬유를 와인딩 장치(21)로 통과시키는 인-라인 인장 시험 장치인 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 장치는 제 1 와인딩 장치(22)로부터 광섬유(11)를 수용하고, 수용된 상태에서 인장 시험된 광섬유를 제 2 와인딩 장치(23)로 통과시키는 오프-라인 인장 시험 장치인 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험을 위한 장치.
  12. 광섬유의 인장 시험 방법으로서,
    광섬유(11)를 이중 풀리(6, 6')의 제 1 원주면(7) 및 상기 제 1 원주면(7)과 접촉하는 제 1 구동 벨트 섹션(2, 32, 52)에 의해 한정되는 섬유 입구(10) 안으로 수용하고,
    상기 광섬유(11)를 상기 섬유 입구(10)로부터 가이드(12, 12')를 통해 섬유 출구(13)로 통과시키고,
    광섬유를 제 1 원주면(7)의 직경(D1)보다 큰 직경(D2)을 갖는 이중 풀리(6, 6')의 제 2 원주면(8)과, 상기 제 2 원주면(8)과 접촉하는 제 2 구동 벨트 섹션(3, 33, 53)에 의해 한정된 섬유 출구(13) 안으로 수용하고,
    상기 제 1 구동 벨트 섹션(2, 52)과 상기 제 2 구동 벨트 섹션(3, 53)을 하나의 단일 구동 유닛 (24, 54)으로 회전시키고,
    시험된 광섬유를 섬유 출구로부터 통과시키는 것을 특징으로 하는 광섬유의 인장 시험 방법.
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