NO176562B - Fiber-avleveringsinnretning - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fiber-avleveringsanordning som angitt i kravets innledning.

Oppfinnelsen er utviklet i forbindelse med fiberoptisk teknologi. Mer særskilt vedrører oppfinnelsen teknikk i forbindelse med avlevering av fibre fra en spole.

Visse områder krever høyhastighet-levering av fiber fra en spole. Et anvendelsesområde er optisk styring av missiler og andre legemer. I slike tilfeller leveres vanligvis fiberen fra en konisk spole. Konisiteten ligger vanligvis i størr-elsesordenen 2° og letter en høyhastighet-avlevering, samtidig som man unngår multippel-vinding og multippel-lag-avlevering. Multippel-vinding-avlevering innbefatter avlevering av flere vindinger i det yttterste lag som følge av bruk av bindemidler. Multippel-lag-avlevering betyr avlevering av et lag midt i fiberkabelen under avlevering av et overflatelag. Multippel-lag-avlevering skjer når kabelen som gis ut, fanger opp et kabelavsnitt i området ved en bakre lagovergang (optisk fiberavtrapping) på spolen. Begge disse uønskede effekter kan bevirke kabelfloking og -brudd.

Det er flere ulemper forbundet med bruk av en konisk spole. For det første vil fiberen, som vikles under spenning, ha en tendens til å bevege seg nedover langs konusflaten, mot et lavere energinivå. Dette nødvendiggjør bruk av lim og/eller andre tiltak for å holde kabelen på plass. Til tross for dette har man erfart samlet bevegelse av en kabelpakke på koniske spoler.

Sylindriske spoler, henholdsvis spoler med regulerbar flens eller lignende er velkjente, og det skal i den forbindelse vises til US-patentskriftene 1.783.339, 2.629.566, 2.905.408, 3.021.092, 3.112.899, 3.122.113, 3.632.061 og 3.863.861.

Ved høyhastighet-avspoling kan fiberen utsettes for den såkalte ballongeffekt. Fiberen vil i denne forbindelse trykkes ned, med tilhørende friksjon og øket spenning i fiberen. Denne effekt diskuteres av Daphne.D. Padfield i "The Motion and Tension of an Unwinding Thread", side 382-407 i Wool Industries Research Association Paper (of England), januar 1958. Denne uønskede virkning kan man redusere eller fjerne helt ved å tilpasse spoleflensen, dvs. dens diameter til fiberens avleveringstakt. Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fiber-avleveringsanordning som angitt i kravets innledning, kjennetegnet ved at det i flensen er bygget inn et materiale som fjernes etter hvert av fiberen når fiberen avleveres fra anordningen, hvorved flensdiameteren reduseres etter som fiberen avleveres.

Det skal i denne forbindelse nevnes at det fra US-PS 4.770.370 er kjent bruk av en endeplate som brister når fiberen begynner å avleveres. Denne endeplate, som forsåvidt kan sammenlignes med en flens, slites ikke under avgivelsen av fiberen, og man oppnår derfor heller ingen tilpassing av diameteren.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere under henvisning til tegningene hvor: Fig. 1 viser en konisk fiber-avleveringsanordning av

kjent type,

fig. 2 viser et forstørret utsnitt av anordningen i fig. 1, hvor man særlig ser fiberovergangen fra

lag til lag,

fig. 3 viser en fiber-avleveringsanordning ifølge oppfinnelsen, med en skråttskåret ekspansjonsring og en konvensjonell fiberovergang fra lag

til lag,

fig. 4 viser en fiber-avleveringsanordning ifølge oppfinnelsen, med skråttskåret ekspansjonsring og en dermed muliggjort fordelaktig fiberovergang fra lag til lag, og

fig. 5 viser et forstørret utsnitt av anordningen i fig. 4, med spesiell angivelse av den fordelaktige f iberovergang fra lag til lag og den mekanisme som benyttes for regulering av ekspansjonsringens stilling i lengderetningen.

Fig. 1 viser en konvensjonell konisk fiber-avleveringsanordning 10'. Anordningen 10' innbefatter en spole 12', en trådbasis 14' (vist med stiplede linjer i fig. 1) på spolen 12' og en kabelpakke 16' som er lagt på trådbasisen 14'. Spolen 12' har en ringflens 18' som er montert på den fremre enden til en konisk forlengelse 19' (vist med stiplede linjer i fig. 1). Forlengelsen 19' er koaksial med flensen 18' og strekker seg langs spolens 12' lengdeakse 20'. Forlengelsen 19' har en konisitet som letter høyhastighetslevering av fiberen fra spolen. Spolen er vanligvis av aluminium eller et av de nyere komposittmaterialer.

Fiberen 21' er viklet på slik at den danner en kabelpakke 16', med en ikke bare vanlig, men også nødvendig avtrapping. Avtrappingen gir skrå ring-endeavsnitt 22' på kabelpakken 16'. Dette er vist mer tydelig i fig. 2. Fig. 2 viser som nevnt et forstørret utsnitt av anordningen 10' i fig. 1, og viser særlig fiberovergangen fra lag til lag. Fig. 2 viser en to og en halv vindings avtrapping. Som nærmere omtalt nedenfor gir foreliggende oppfinnelse mulighet for unngåelse av en slik avtrapping i kabelpakken, med tilhørende øket volumutnyttelse og pakkestabilitet. Det kan eventuelt også bli aktuelt å gi avkall på bruk av bindemidler.

For å tydeliggjøre oppfinnelsen viser fig. 3 en fiber-avleveringsanordning ifølge foreliggende oppfinnelse med en skråttskåret ekspansjonsring hvor man har den konvensjonelle fiberovergang fra lag til lag. Fiber-avleveringsanordningen 10 ifølge oppfinnelsen innbefatter en sylindrisk spole 12, et basislag 14 (ikke-vist i fig. 3) og en kabelpakke 16. Basislaget 14 har konvensjonell utførelse og oppbygging. I anordningen 10 ifølge oppfinnelsen tjener basislaget 14 bare til å etablere stigningen i kabelpakken, dvs. avstanden mellom vindingene eller antall vindinger pr. cm. Basislaget krever ingen nøyaktig fremstilling for å unngå de statiske problemer i konvensjonelle fiber-avleveringsanordninger.

Spolen 12 har en ringflens 18 med en sylindrisk forlengelse 19. Forlengelsen 19 er koaksial med flensen 18 og strekker seg langs spolens 10 lengdeakse 20. En skråttskåret ekspansjonsring 30 er boltet til forlengelsens 19 ende. I utfør-elseseksemplet er ringen 30 fremstilt som en sylindrisk aluminiumplate og har en "63 mikro-inch finish". Grafitt-epoksy-blandinger eller andre egnede materialer kan benyttes, og ringen kan være belagt med teflon eller plast.

Som vist i fig. 3, tjener ekspansjonsr ingen 30 til å løfte fiberen 21 klar av kabelpakken 16. Ved høyhastighetavlever-ing vil ringen 30 kunne oppvarmes som følge av den friksjon som oppstår når fiberen beveger seg over ringen. Ringen 30 kan derfor ha ikke viste omløpende spor eller slisser perpendikulært på lengdeaksen 20, for oppnåelse av en kjølevirkning.

Ved høyhastighet-avspoling kan som nevnt fiberen 21 utsettes for den såkalte ballongeffekt. Denne er vist med stiplet linje, og man ser hvordan fiberen 23 trykkes ned mellom ringen 30 og avrivingspunktet, i retning mot aksen 20. For å redusere denne effekt bør ringens 30 diameter ligge så nær opptil diameteren for kabelpakken 16 på forlengelsen 19 som mulig. Dette kan oppnås ved at ringen 30 er av et materiale som vil slites etterhvert som fiberen avleveres, slik at det derved opprettholdes en konstant forskjell mellom pakke- og ringdiameterne.

Fig. 4 viser en fiber-avleveringsanordning ifølge oppfinnelsen, med ekspansjonsring og en fordelaktig fiberovergang fra lag til lag, som muliggjøres ifølge oppfinnelsen. Ekspansjonsringen 30 har en plan bakside som letter holdingen av fiberen i en "null-avtrapping"-viklingsgeometri. Dette er vist i fig. 5. Fig. 5 er et forstørret utsnitt av anordningen 10 i fig. 4 og viser den fordelaktige null-avtrapping som man kan oppnå med oppfinnelsen. Som vist har ringen 30 en plan bakside 40 som tjener til å holde fiberpakken 16 i den ønskede nullavtrapp-ingsform. Det vil si at fiberen kan vikles opp med en meget effektiv vekslende halv vindingsforskyvning, positiv og negativ, fra lag til lag, idet flaten 40 virker som holdeele-ment på den distale ende, mens flensen 18 virker som holde-element på spolens 10 proksimale ende. Dette muliggjør en høyhastighet-påvikling av fiberen 21 for dannelse av pakken. Fig. 5 viser også en mulig mekanisme for regulering av ekspansjonsringens 30 stilling i lengderetningen. Mekanismen innbefatter to skruer 42 og 44. Den første skrue 42 er skrudd inn i ringen og går mot spolens 12 forlengelse 19. Den andre skrue 44 er skrudd inn i forlengelsen 19. En stramming av den første skrue 42 vil bevirke en bevegelse av ringen 30 i retning fra forlengelsen 19 i retning av lengdeaksen 20, mens en stramming av den andre skrue 44 vil bevege ringen i retning mot forlengelsen 19. På denne måten muliggjøres en innfasing av ringen 30 i forhold til basislaget. Dette mulig-gjør en eliminering av avtrappede lagoverganger.

Claims (1)

1. Fiber-avleveringsanordning, særlig for en fiberoptisk styrt missil, innbefattende en spole (12) med et sylindrisk avsnitt (19), og med en fortrinnsvis stillingsregulerbar flens (30) ved den ene enden av det sylindriske avsnitt (19), karakterisert ved at det i den nevnte flens (30) er bygget inn et materiale som fjernes etter hvert av fiberen når fiberen avleveres fra anordningen, hvorved flensdiameteren reduseres ettersom fiberen avleveres.