NO149087B - Fremgangsmaate og innretning for fremstilling av en telekommunikasjonskabel - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling av en telekommunikasjonskabel som omfatter en eller flere optiske fibrer som.er løst opptatt i en rørformet kappe av et plastomert eller elastomert materiale. Videre angår oppfinnelsen en innretning for fremstilling av en sådan kommuniJcasjonskaoel, hvilken innretning omfatter i det minste en første tilførselsanordning for tilførsel av den rørformede kappe, en andre tilførselsanordning for en eller flere optiske fibrer, en føringsanordning for å tilføre den eller de optiske fibrer mot og inn i det indre av den rørformede kappe gjennom en spalte i kappen, og en oppsamlingsanordning for oppsamling av den ferdige, optiske kabel.

En telekommunikasjonskabel av ovennevnte type er kjent fra norsk patentsøknad nr. 752667. Denne kabel omfatter en eller flere optiske fibrer, enten bare eller dekket av minst ett beskyttende lag, som er anordnet i en rørformet man-tel eller kappe som fortrinnsvis består av et plastmateriale (f. eks. po lye tylen, polypropylen, etc), men også elastomert materiale (f.eks. tverrbundet polyetylen) med en indre overflate som ikke kleber til den ytre overflate av fiberen eller fibrene. Dette betyr at kappens innerdiameter er større enn den ytre diameter av fibrene, eller av den hypotetiske sylin-der rundt fibrene, når fiberen eller fibrene ligger løst inne i kappen. Fiberen eller fibrene har fortrinnsvis større lengde enn kappen som inneholder fiberen eller fibrene. Denne foranstaltning tillater belastning av kabelen med en større aksialkraft enn den kraft som én eller flere fibrer alene kan utsettes for. En sådan kabel har en lengde av størrelsesor-den flere kilometer, mens diameteren målt på kappens ytre overflate ligger i nærheten av noen få millimeter.

I den nevnte søknad er det også beskrevet en fremgangsmåte for fremstilling av en sådan kabel, ved hvilken en

trang, sylindrisk kappe ekstruderes direkte på den eller de optiske fibrer, og fibrene umiddelbart deretter avkjøles, og ved hvilken fiberen eller fibrene smøres med et passende anti-klebemiddel på oppstrømssiden i forhold til ekstrusjonstrin-net, idet kappen ekstruderes til en slik indre diameter at den ved en omgivende temperatur- opprettholder en diameter som er større enn den ytre diameter av den eller de innesluttede fibre.

Denne fremgangsmåte har hittil gitt meget gode ' eksperimentelle resultater. Ikke desto mindre eksisterer det begrunnet tvil med hensyn til om fremgangsmåten fremdeles er formålstjenlig, dette på grunn av de teknologiske fremskritt med hensyn til høy presisjon på området telekommunikasjonskabler med optiske fibrer, og særlig på grunn av at man har tatt i bruk miniatyr-rørkapper som har en diameter av liten størrelse.

På tross av den nøyaktige linearitet av fremmat-ningsbanen for fiberen eller fibrene og den ekstruderte kappe langs produksjonslinjen for kabelen, kunne det f.eks. hende at umerkelige svingninger bringer de indre kappevegger som svarer til et område i hvilket kappen ennå ikke er etablert,

i kontakt i ett eller flere punkter med fiberen eller fibrene som bestemmer omslutningen, eller eventuelt lokal sammenkleb-ning mellom fiberen og kappen. Den etterfølgende avkjøling av kappen ville forårsake en sammentrekning som fordeles på fiberen eller fibrene og som forårsaker brudd, eller eventuelt variasjon av transmisjons- eller overføringsegenskapene.

Videre kunne det iblant være nødvendig å fylle kappen med et fyllmateriale som ikke tillater at det inne i kappen finner sted noen vandring av fuktighet eller eventuelle andre forurensende væsker. Hittil er det ikke kjent noen fremgangsmåte som tillater realisering av dette.

En annen vesentlig faktor ved konstruksjon og fremstilling av kabler med optiske fibrer er at plastmaterialer ved bruk som kjent er utsatt for dimensjonsvariasjoner for å avlaste mekaniske spenninger som dannes i materialene. Videre er varmeutvidelseskoeffisienten for noen plastmaterialer for-holdsvis høy og større enn for visse metaller. Disse faktorer er vesentlige i denne forbindelse på grunn av at optiske fibrer som kjent er meget følsomme for deformasjon: Selv en liten deformasjon kan øke transmisjonsdempningen.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning som tillater fremstilling av fiberoptiske telekommunikasjonskabler ved unngåelse av de foran angitte ulemper, og som hindrer at fibrene utsettes for virkningen av dimensjonsvariasjoner i plastmaterialene.

Ovennevnte formål oppnås ved en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som er kjennetegnet ved en langsgående oppskjæring av den på forhånd ekstruderte og stabiliserte, rørformede kappe, en utspiling av de ved oppskjæringen dannede kanter fra hverandre og en innmatning av den eller de optiske fibrer gjennom spalten som dannes mellom de nevnte kanter, hvoretter utspilingen av kantene oppheves slik at spalten lukkes på grunn av kappematerialets elastisitet.

Den ifølge o<p>pfinnelsen tilveiebrakte innretning er av den innledningsvis angitte type, som er kjent fra tysk offentliggjørelsesskrift nr. 2 507 648, og er kjennetegnet ved en skjæreanordning for langsgående oppskjæring av den rør-formede kappe, og en trekkeanordning for å trekke kappen bort fra skjæreanordningen, og at en utspilingsanordning er anordnet mellom skjæreanordningen og trekkeanordningen for å spre de ved skjæringen dannede kanter fra hverandre for å danne en spalte derimellom, idet den nevnte føringsanordning er anordnet nedstrøms av skjæreanordningen.

Ved hjelp av fremgangsmåten og innretningen ifølge oppfinnelsen kan den eller de optiske fibrer innføres i den plastomere eller elastomere kappe etter at denne allerede er stabilisert, slik at den/de ikke utsettes for dimensjonsvariasjoner i kappematerialet. Etter innføring av fiberen eller fibrene gjennom det langsgående, kontinuerlige snitt i kappeveggen presses snittkantene mot hverandre som følge av kappematerialets iboende egenskaper, og snittet blir ikke for-seglet med noe som helst materiale. Et eventuelt fyllmateriale kan hensiktsmessig innmates gjennom den nevnte spalte, eller det kan innmates gjennom en ytterligere spalte.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende

i forbindelse med et ikke-begrensende utførelseseksempel under henvisning til tegningen, der fig. 1 skjematisk viser produksjonslinjen av en innretning for utførelse av fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser en sammenstilling av anordninger under utførelse av visse trinn av fremgangsmåten iføl-ge oppfinnelsen, og fig. 3 viser en ytterligere sammenstilling av anordninger under utførelsen av visse trinn av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Den på fig. 1 skjematisk viste innretning omfatter minst én mate- eller tilførselsanordning 10 for en eller flere optiske fibrer 11. I et spesielt tilfelle er denne til-førselsanordning en spole 12.

Parallelt med spolen 12 er anordnet en tilførsels-anordning 13 for en rørformet kappe 14 som fortrinnsvis består av et termoplastisk materiale eller også av et elastomert materiale, og som har en indre diameter som er større enn den ytre diameter av fiberen eller fibrene 11. Den viste tilfør-selsanordning 13 er en spole.

Kappen 14 er stabilisert på forhånd. Dette betyr at kappen har gjennomgått en termisk og også mekanisk behandling som har brakt det kappedannende materiale i en optimal tilstand med hensyn til stabilitet og motstand. Den foretrukne mekaniske behandling er en strekkeprosess som gir moleky-lene i kappematerialet en preferanseorientering som forbedrer den mekaniske kvalitet.

I serie med tilførselsanordningene 10 og 13 (fig. 1) er vist en blokk 16 som representerer en sammenstilling av anordninger. I denne sammenstilling finnes en anordning 20 (fig. 2) som er egnet for utøvelse av en skjærekraft på kappen 14 og fortrinnsvis er forsynt med midler for passende kalibrering av skjærekraften på en slik måte at det dannede kutt eller snitt svarer til en dybde som er lik én gang selve kappens tykkelse (med tykkelse menes her tykkelsen i skjæreplanet), og fortrinnsvis med en anordning som er i stand til å variere kuttheIlingen eller skjærevinkelen. Sammenstillin-gen 'omfatter videre en anordning 24 for utspiling eller spred-ning av kantene 22, 23 av det dannede snitt, og også en passende utformet føringsanordning for fiberen eller fibrene 11, hvilken anordning i den viste innretning faller sammen med utspilingsanordningen 24, men også kan være separat.

Føringsanordningen 24 er fortrinnsvis et metallisk kapillarrør.

I blokken 16 kan det også være anordnet en anordning 25 som er egnet for innføring av et fyllmateriale i kappen 14 gjennom den mellom snittkantene dannede utvidelse eller spalte 21 (se fig. 3). I det viste tilfelle er anordningen 25 et kapillarrør som er parallelt med det metalliske kapillar-rør 24 og er fremstilt av et passende materiale med egenskaper som er forenlige med fyllmaterialets natur.

I en annen utførelsesform kan fyllmaterialet inn-føres gjennom en andre spalte som er dannet for dette formål.

På nedstrømssiden av blokken 16 er anordnet en rettlinjet trekkeanordning 17 som er etterfulgt av i det minste en oppsamlingsanordning 18. I den viste innretning er oppsamlingsanordningen 18 en spole som roterer om sin akse 19.

I den viste, foretrukne utførelse er det mellom trekkeanordningen 17 og spolen 18 anordnet en trekkstyrende anordning 26 for styring av trekkraften på kappen 14.

I en annen utførelse kan den trekkstyrende anordning 26 være sløyfet, idet oppsamlingsspolen 18 da kan være forsynt med en anordning for regulering av trekkraften på kabelen under oppsamlingstrinnet.

Spolen 13 tilfører i en ensartet bevegelse kappen 14 som dirigeres slik at den passerer den rettlinjede trekkeanordning 17. På det område av kappen 14 som overføres gjennom den rettlinjede trekkeanordning 17, utøver anordningen en før-ste trekking eller trekkraft som setter oppstrømsdelen av kappen under strekk og markerer en rett bane for kappen på nedstrømssiden.

På oppstrømssiden av den rettlinjede trekkeanordning 17 passerer kappen under strekk gjennom virkefeltet for skjæreanordningen 20 (se fig. 2) som kontinuerlig skjærer opp kappen i den langsgående retning, f.eks. (men ikke nødvendig-vis) langs en generatrise. I praksis betyr "langsgående" her en linje som berører nesten hele kappelengden og som kan avvike fra den rette bane.

Det dannede snitt har en dybde som er lik én gang kappens tykkelse i skjæreplanet. Skjæreplanet kan i virkeligheten være radialt eller tangentialt i forhold til kappens indre omkrets, eller også anta en vilkårlig hellingsvinkel i området mellom de to angitte grenser.

Samtidig med skjæreanordningen 20 trer utspilingsanordningen 24 i funksjon. Denne anordning frembringer spalten 21 direkte nedstrøms av skjæreoperasjonen ved at snittkantene 22, 2 3 fortrinnsvis samtidig trekkes fra hverandre.

Anordningen 24, som i det viste eksempel er et metallisk kapillarrør, virker også som en føringsanordning for fiberen eller fibrene 11, idet føringsanordningen med sin fremre ende først trenger inn i røret 14 gjennom spalten 21.

Den optiske fiber (eller fibrene) 11 som avvikles med ensartet bevegelse, bringes til å fremmates inn i det indre av kappen 14 ved passering gjennom kapillarrøret 24.

Hver gang det er nødvendig å fylle kabelen som fremstilles, innføres et fyllmateriale i kappen 14 ved hjelp av anordningen 25 (se fig. 3) via spalten 21, eller gjennom en andre spalte for det samme formål.

Spalten 21 lukkes av seg selv ved utnyttelse av elastisiteten av materialet på nedstrømssiden av sammenstil-lingen av anordninger i blokken 16.

Fiberen eller fibrene 11 fortsetter i sin rette bane koaksialt med kappen 14 som på denne måte utgjør kabelen 27 som nå vikles rundt spolen 18.

Slik det innses av det foregående, kommer kappen 14 som passerer gjennom den rettlinjede trekkeanordning 17, under spenning eller stramming på grunn av den første trekkraft som utøves på kappen i dette område. Denne stramming kan defineres som en "skjærende" stramming i den bane som omfatter i det minste lengden "a" mellom blokken 16 og den rettlinjede trekkeanordning 11. ' Sistnevnte anordning virker videre utelukkende på kappen 14. Fiberen eller fibrene 11 som innføres i kappen 14, belastes ikke i det hele tatt.

Den trekkraftstyrende anordning 26 setter under strekk området "b" av røret, dvs. området mellom sistnevnte anordning og den rettlinjede trekkeanordning, idet den utøver en andre trekkraft på kappen. Heller ikke i dette tilfelle blir fiberen eller fibrene 11 påkjent av noen kraft. Det er bare kappen 14 som utsettes for trekkraften og dermed for den forlengelse som tillater fremføring langs området "b" av en større lengde fiber i forhold til kappen. På nedstrømssiden av den trekkraftstyrende anordning 26, hvor kappen 14 avlas-tes og returnerer elastisk til sin opprinnelige dimensjon, har i virkeligheten den i røret inneholdte fiber 11 en større lengde enn kappen 14. Slik som foran angitt, tillater dette belastning av kabelen ved strekkraft uten påkjenning av fiberen eller fibrene.

Når imidlertid forlengelsen av kappen, slik den allerede er frembrakt av den rettlinjede trekkeanordning 17, tillater en tilstrekkelig overflod av fiber, kan den trekk-kraftstyrende anordning 26 sløyfes, og kappen 14 .kan således presenteres i allerede avlastet tilstand på nedstrømssiden av den rettlinjede trekkeanordning 17. Alternativt kan den nevnte forlengelse av kappen (for å tilveiebringe en større forlengelse av fiberen) oppnås direkte under oppsamlingsfasen ved å tilveiebringe en trekkraftregulator (ikke vist) for den trekkraft som utøves av oppsamlingsspolen 18, på en slik måte at kabelens 2 7 kappe 14 settes under strekk ved manøvrering

av trekkraftregulatoren.

Slik som foran nevnt, kan kabelen 2 7 omfatte en kappe som oppviser et langsgående snitt med en tykkelse som er lik selve kappens tykkelse i skjæreplanet, f.eks. langs en generatrise, men også langs en vilkårlig, ikke-rettlinjet linje. I dette tilfelle foretrekkes en skruelinjeformet linje som i forhold til den rette linje kan ha fordelen med bedre understøttelse av kurvaturen, uten noen fare for at fiberen eller fibrene skulle slippe.ut.

I innretningen for fremstilling av den angitte kabel vil tilførselsanordningen 13 for kappen, den rettlinjede trekkeanordning 17 og oppsamlingsanordningen 18 rotere med ensartet bevegelse om en akse som ligger på den rettlinjede bane for fiberen.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av en telekommunikasjonskabel som omfatter en eller flere optiske fibrer (11) som er løst opptatt i en rørformet kappe (14) av et plastomert eller elastomert materiale,karakterisert veden langsgående oppskjæring av den på forhånd ekstruderte og stabiliserte, rørformede kappe, en utspiling av de ved oppskjæringen dannede kanter (22, 23) fra hverandre og en innmatning av den eller de optiske fibrer (11) gjennom spalten (21) som dannes mellom de nevnte kanter, hvoretter utspilingen av kantene oppheves slik at spalten lukkes på grunn av kappematerialets elastisitet.

2'. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat et fyllmateriale innmates gjennom spalten (21 ) .

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat et fyllmateriale innmates gjennom en ytterligere spalte.

4. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-3,karakterisert vedat oppskjæringen utføres langs en kappegeneratrise.

5. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene.1-3,karakterisert vedat oppskjæringen utføres med et forløp som ikke er rettlinjet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5,karakterisert vedat oppskjæringen utføres med skruelinjeformet forløp.

7. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6,karakterisert vedat oppskjæringen utføres i et radialt snittplan.

8. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6,karakterisert vedat oppskjæringen utføres i et snittplan som er tangentialt til kappens (14)' indre omkrets.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 1-6,karakterisert vedat oppskjæringen utføres i et snittplan mellom den radiale stilling og den stilling som er tangential til kappens (14) indre omkrets.

10. Innretning for fremstilling av en telekommunika-sjoriskabel som omfatter en eller flere optiske fibrer (11) som er løst opptatt i en rørformet kappe (14) av et plastomert eller elastomert materiale, hvilken innretning omfatter i det minste en første tilførselsanordning (13) for tilførsel av den rørformede kappe (14), en andre tilførsels-anordning (10, 12) for en eller flere optiske fibrer (11), en føringsanordning (2 4) for å tilføre den eller de optiske fibrer (11) mot og inn i det indre av den rørformede kappe (14) gjennom en spalte (21) i kappen,og en oppsamlingsanordning (18) for oppsamling av den ferdige, optiske kabel (27),karakterisert veden skjæreanordning (20) for langsgående oppskjæring av den rørformede kappe (14), og en trekkeanordning (17) for å trekke kappen (14) bort fra skjæreanordningen (20), og at en utspilingsanordning (24) er anordnet mellom skjæreanordningen (20) og trekkeanordningen (17) for å spre de ved skjæringen dannede kanter (22, 23) fra hverandre for å danne en spalte (21) derimellom, idet den nevnte føringsanordning.

(24) er anordnet nedstrøms av skjæreanordningen (20).

11. Innretning ifølge krav 10,karakterisert vedat utspilingsanordningen (24) også utgjør føringsanordningen for føring av fiberen (11) eller fibrene inn i den rørformede kappe (14) gjennom spalten (21).

12. Innretning ifølge krav 11,karakterisert vedat føringsanordningen er et kapillarrør (24).

13. Innretning ifølge krav 12,karakterisert vedat kapillarrøret (24) er et metallrør.

14. Innretning ifølge krav 10,karakterisert vedat den omfatter en fyllingsanordning for innføring, av et fyllmateriale i den rørformede kappe (14) og som utgjøres av et kapillarrør (25) som er anbragt slik at dets ene ende rager inn i den rørformede kappe .,(14) mellom de nevnte kanter (22, 23).

15. Innretning ifølge ett av kravene 10 - 14,karakterisert vedat skjæreanordningen omfatter et skjæreblad (20) og en innstillingsanordning for innstilling av bladets (20) stilling i forhold til kappen (14).

16. Innretning ifølge krav 15,karakterisert vedat innstillingsanordningen omfatter en anordning for innstilling av bladets vinkel i forhold til et plan som går gjennom den rørformede kappes (14) akse.

17. Innretning ifølge krav 10, der den rørformede kappe (14) følger en rettlinjet bane mellom trekkeanordningen (17) og oppsamlingsanordningen (18),karakterisert vedat den første tilførselsanordning (13), trekkeanordningen (17) og oppsamlingsanordningen (18) er roterbare om banens akse.