DE3045713C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Kabels - Google Patents

Description

a) Die Hohlkehle wird durch ein Werkzeug in einen glatten Zentralprofilkörperrohling eingearbeitet,

b) der Fasereinlegekopf ist relativ zu dem die Hohlkehle einarbeitenden Werkzeug ortsfest

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Der Zentralprofilkörper bzw. -rohling wird mit konstanter Längsgeschwindigkeit bewegt und mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert,

b) das die Hohlkehle einarbeitende Werkzeug und der Fasereinlegekopf sind ortsfest.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit Mitteln zum Transport des Zentralprofilkörpers bzw. -rohlings von einem eingangsseitigen Lieferorgan zu einem ausgangsseitigen Aufnahmeorgan und mit einem Einlegekopf zum Einbringen der optischen Faser in die Hohlkehle des Zentralprofilkörpers, wobei der Einlegekopf und der Zentralprofilkörper relativ zueinander um die Längsachse des Zentralprofilkörpers drehbar gehalten sind, gekennzeichnet durch ein Werkzeug (24; 61) zum Einarbeiten der Hohlkehle (22, 23) in den glatten Zentralprofilkörperrohling (29; 35), das in eine ortsfeste Lage zum Einlegekopf (26; 29) einstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das formschlüssige mit dem Einlegekopf (26) verbundene Werkzeug (24) mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um den mit konstanter Längsgeschwindigkeit bewegten Zentralprofilkörperrohling (29) rotiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferorgan (34) und das Aufnahmeorgan (36) mit derselben Winkelgeschwindigkeit und in gleicher Richtung um die Längsachse (X-X) des zwischen ihnen geradlinig verlaufenden Zentralprofilkörpers bzw. -rohlings (35) rotieren.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlegekopf (69) um eine Achse (104) drehbar gelagert ist, die senkrecht /um Zentralprofilkörperrohling (35) verläuft.

a) Der Zentralprofilkörper bzw. -rohling wird mit konstanter Längsgeschwindigkeit bewegt,

b) das die Hohlkehle einarbeitende Werkzeug und der Fasereinlegekopf rotieren mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um den Zentralpofilkörper bzw. -rohling.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug des Zentralprofilkörperrohlings (29; 35) vom Lieferorgan (34) durch eine Antriebsvorrichtung (54) für den Zentralprofilkörper bzw. -rohling (35) erfolgt, die synchron mit dem Lieferorga η (34) rotiert

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (54) aus zwei zu beiden Seiten des Zentralprofilkörpers bzw. -rohlings (35) diametral liegenden Förderbändern (57, 58) besteht, deren Bewegungsrichtung parallel zum Zentralprofilkörper verläuft.

10. Vorrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aus zwei rotierenden Zylindern besteht, deren parallele Achsen senkrecht zur Längsachse (X-X) des Zentralprofilkörpers bzw. -rohlings (29; 35) liegen und die den Zentralprofilkörper bzw. -rohling zwischen sich einklemmen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Fasereinlegekopf (26; 69) eine Vorrichtung zum Schließen der Hohlkehlen (22,23) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Schließen der Hohlkehlen (22, 23) eine Bandbewicklungsmaschini ist

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fasereinlegekopf (26; 29) ein in die Hohlkehle (22,23) eingreifendes Führungsorgan und eine die optische Faser (100) in die Hohlkehle einlegende Rolle enthält.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis

13, gekennzeichnet durch eine den Zentralprofilkörper bzw. -rohling (29; 35) dehnende Spannvorrichtung (90,91), die für ein geringes Übermaß der Lichtleitfasern gegenüber den sie aufnehmenden Hohlkehlen im fertigen Kabel in dessen Längsrichtung sorgt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Spannvorrichtung (90,91) und der Bandbewicklungsmaschine (72) eine weitere zu den in den Ansprüchen 8 bis 10 beschriebenen Antriebsvorrichtungen analoge Antriebsvorrichtung vorhanden ist.

so Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es sind schon verschiedene solcher Verfahren und Vorrichtungen bekannt. Ein Ausführungsbeispiel eines bekannten Kabels und einer zu seiner Herstellung dienenden Vorrichtung wird zunächst beschrieben.

Das in Fig. 1 ausschnittsweise dargestellte Kabel weist als Hauptteil einen die Lichtleitfasern aufnehmenden länglichen, biegsamen Körper mit einer möglicherweise in ihm angeordneten Seele 2 auf. Der Körper 1 weist an seiner Oberfläche Hohlkehlen 3,4,5,6 auf, von denen jede eine Lichtleitfaser 7, 8, 9, 10 aufnimmt. Die Fasern sind in den Hohlkehlen 3 bis 6 mittels eines den Körper umschlingenden Fadens 11, einer Umklöppelung, einer Bandumwicklung oder anderen Ummantelungen festgehalten.

Fig. 1 zeigt, daß die Lichtleitfasern 7 bis 10 im Ver-

hältnis zu dem Querschnitt der Hohlkehlen 3 bis 6 einen sehr geringen Durchmesser aufweisen, so daß diese keinerlei mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sein dürfen, die die physikalischen Eigenschaften der Lichtleitfasern beeinträchtigen würde.

Das Kabel weist eine oder mehrere äußere, in F i g. 1 nicht dargestellte Schutzhüllen auf.

Das Problem, das bei der Herstellung eines solchen Kabels auftritt ist, die Lichtleitfasern genau und feinfühlig in die Hohlkehlen einzulegen, wobei erschwerend hinzukommt, daß der Körper und die Fasern sehr geringe Querschniitsabmessungen aufweisen.

Die in Fig. 1 dargestellten, einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisenden Hohlkehlen 3 bis 6 haben einen Durchmesser von der Größenordnung von 0,25 bis 0,75 mm und die Lichtleitfasern 7 bis 10 einen Durchmesser von der Größenordnung von etwa 0.1 bis 0,35 mm oder mehr.

Darüber hinaus erfordern die Lichtleitfasern eine sehr vorsichtige Behandlung, da sie sehr leL'ht zum Brechen neigen.

Bei der Herstellung eines Kabels muß daher unbedingt vermieden werden, daß eine Faser außerhalb der Hohlkehle gelegt wird, auch wenn dies nur über eine sehr kurze Strecke erfolgen sollte, da das Band oder ein anderes zur Befestigung der Faser dienendes Mittel 11 diese an der Außenfläche des Körpers 1 festlegen würde. Die den Körper umschließende Hülle würde diese starre Verbindung noch erhöhen, so daß alle Beanspruchungen, denen der Körper 1 und seine Seele 2 durch Zugkräfte ausgesetzt sind, auf die entsprechende Lichtleitfaser zurückwirken und sie unbrauchbar machen würde. Im Falle eines solchen Herstellungsfehlers ist nicht nur die betreffende einzelne Faser unbrauchbar, sondern das ganze Kabel, so daß mit einem solchen Herstellungsfehler erhebliche Verluste verbunden sind.

Es sind auch schon verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung solcher Kabel bekannt.

Da bei der Herstellung dieser Kabel mit sehr großer Präzision gearbeitet werden muß, sind die am Markt befindlichen Vorrichtungen äußerst aufwendigen ihrem Aufbau sehr kompliziert und daher auch sehr schwer.

F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine solche Vorrichtung.

Bei dem bekannten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird der längliche Körper im Extruderverfahren mittels einer Düse und einer Vorrichtung zur Ausbildung der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen hergestellt. Naoh erfolgter Abkühlung wird der Körper auf Rollen aufgespult und danach in der Fasereinlegcvorrichlung weiter verarbeitet. Von einer Rolle 12 wird der Körper 13 abgespult, über eine Umlenkrolle 14 geführt, durch eine rotierende Ringscheibe 15 zu einem Detektor 16 und einer Ummantelungsvorrichtung 17 usw. geleitet, von der das Kabel über eine Umlenkrolle 18 zu einer Aufspulvorrichtung geführt wird.

Diese Vorrichtung weist einen sehr komplizierten und schweren Aufbau auf, da an der Ringscheibe 15 Spulen 151,152,153 angeordnet sind — die Zahl dieser Spulen entspricht der Zahl der in den Körper einzulegenden Fasern —, von denen je eine Faser abgezogen wird, die mittels des Fasereinlegekopfes 19 in die betreffende Hohlkehle eingelegt wird.

Der an beliebiger Stelle zwischen den Umlenkrollen 14 und 18 angeordnete Detektor 16 tastet die Lüge der Hohlkehlen ;ib, um den Steuervorrichtungsstromkreis JO /u steuern, der die Rotationsgeschwindigkeit der Ringscheibe 15 mit den an ihr angeordneten Spulen 151 bis 153 einschließlich des Fasereinlegekopfes 19 steuert, um ein einwandfreies Einlegen der Fasern in die Hohlkehlen zu gewährleisten, was eine exakte Übereinstimmung des jeweiligen Einlegeorgans mit der betreffenden Hohlkehle zur Voraussetzung hat.

Die Schwierigkeiten, die sich bei dieser Vorrichtung ergeben, resultieren aus dem Mißverhältnis zwischen den überaus geringen Abmessungen der Körper und der Hohlkehlen und der verhältnismäßig sehr großen

ίο Abmessungen der Ringscheibe 15 und der an ihr angeordneten Organe. Der Durchmesser einer solchen Ringscheibe kann mehrere Meter betragen.

Diese sehr erhebliche Abmessung der die Beschikkungsspulen 151 bis 153 tragenden Ringscheibe 15 ist im Hinblick auf die Größe der Beschickungsspulen und weiterer, die Spannung der Faser regelnder Organe notwendig.

Diese Steuerung der Ringscheibe 15 ist bei den bekannten Vorrichtungen unerläßlich, da die Lage der Hohlkehlen während der Längsbewegung des Schlauches 13 sich dauernd ändert. Es wäre auch illusorisch, bei der Inbetriebsetzung der Vorrichtung die Anfangslage der Hohlkehlen zu markieren und dann die Durchlaufgeschwindigkeit des Kabels und die Winkelgeschwindigkeit der Ringscheibe zu steuern, um die Übereinstimmung der augenblicklichen Lage der Fasereinlegeorgane mit derjenigen der Hohlkehlen beizubehalten. Eine solche Maßnahme kann deshalb nicht in Erwägung gezogen werden, weil die Abmessungen der Hohlkehlen und der Fasern sehr gering und die Fasern leicht brüchig sind, so daß sie keinen wesentlichen Zugkräften unterworfen werden können, und weil hierbei das Risiko, eine Faser, wenn auch nur über eine kurze Strecke, seitlich der Hohlkehle abzulegen, zu groß ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie bei der Herstellung eines optischen Kabels mit in schraubenlinienförmigen Hohlkehlen abgelegten Lichtleifasern eine exakte und richtige Positionierung des Einlegekopfes für die Lichtleitfasern relativ zur Hohlkehle des Zentralprofilkörperrohlings gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, wie es im Patentanspruch 1 angegeben ist; vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 und 3, und eine bevorzugte Ausführung für eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist im Patentanspruch 4 bzw. in weiterer Ausgestaltung in den Patentansprüchen 5 bis 15 angegeben.

Da bei dem Verfahren gemäß der Erfindung das Einlegen der Lichtleitfasern ausschließlich in Abhängigkeit von der Stellung die Hohlkehlen einschneidenden Werkzeuge erfolgt, benötigt dieses Verfahren keine mittels eines sehr empfindlichen Tastgerätes vorzunehmende Ortung der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen. Dies stellt eine wesentliche Vereinfachung des Verfahrens dar, das aus diesem Grund zuverlässiger arbeitet und geringere Kosten als die bekannten Verfahren verursacht.

Man benötigt auf diese Weise keinen Detektor zur Ortung der jeweiligen Lage der Hohlkehlen und auch keine Vorrichtung, um die Einlegeorgane entsprechend zu steuern.

Entweder ist bei der Vorrichtung gemäß der Erlin-

h^r> dung das Werkzeug starr mit dem Fasereinlegckopl verbunden und rotiert mit diesem mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um den mit konstanter Längsgeschwindigkeit durch die Vorrichtung transnnrtirrirn

Zentralprofilkörperrohling, oder die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß der Zentralprofilkörperrohling sich mit konstanter Längsgeschwindigkeil bewegt und mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um seine Längsachse rotiert und das Werkezug und der Fasereinlegekopf orts- ■> fest angeordnet sind.

In der Zeichnung, in der auch Ausführungsbeispicle der Erfindung dargestellt sind, zeigt

Fig.! eine perspektivische, ausschnittsweise Darstellung des wesentlichen Teils eines Kabels mit optischen Fasern in stark vergrößertem Maßstab,

Fig.2 eine bekannte Vorrichtung zur Herstellung solcher Kabel,

F i g. 3 eine der Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Draufsicht auf ein Kabei in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3a in einem Querschnitt die Winkelverschiebung einer Fasereinlegestelle realtiv zur Stelle eines Schneidwerkzeugs für die Herstellung der Hohlkehlen;

Fig.4 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 6A bis 6E verschiedene weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen,

Fig. 7 einen Teilschnitt durch einen Fasereinlegekopf.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, den gegebenenfalls armierten, jedoch eine glatte Oberfläche aufweisenden biegsamen, länglichen Körper durch ei- jo nen Fasereinlegekopf hindurchzubewegen, wobei zwischen dem Körper und dem Fasereinlegekopf gleichzeitig eine relative Längs- und Winkelgeschwindigkeit besteht. An dem Fasereinlegekopf können Schneidwerkzeuge und hinter diesen in vorbestimmten Längs- und Winkelabstand Fasereinlegeorgane angeordnet sein. Durch die Schneidwerkzeuge werden während dieser vorgenannten Relativbewegung die Hohlkehlen des Körpers gebildet und in diese dann die optischen Fasern eingelegt. Die optischen Fasern sind lichtleitend und können vorzugsweise Glasfasern sein. Der längliche, biegsame Körper kann bspw. ein Filament aus Polyvinyidifluorid sein. Sein Durchmesser kann bspw. 2,2 bis 2,4 mm betragen. Da der axiale Abstand zwischen dem eine Hohlkehle bildenden Schneidwerkzeug und dem Kopf, mittels dessen eine Faser in die so gebildete Hohlkehle eingelegt wird, vorbestimmt ist, bereitet es keine Schwierigkeiten, die Winkelphasenverschiebung zwischen dem Schneidwerkzeug und dem Fasereinlegeorgan einzustellen, ohne daß es irgendeiner Steuerung der 5« jeweiligen Lage dieser beiden Organe bedarf.

Bei dem in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Steigung der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen bewußt verringert, um auf dem kreisförmigen Körper bei genügend großem Durchmesser mehrere Schraubenlinien einzeichnen zu können.

Die F i g. 3 zeigt zwei schraubenlinienförmige Hohlkehlen 22,23, der Körper 21 wird in Richtung des Pfeiles A bewegt, während er sich um die Achse A'-A'im Sinne des Pfeils Sdreht. Die Figur zeigt eine ortsfeste Anord- t>o nung mit einem die Hohlkehle 23 bildenden Schneidwerkzeug 24 und einer Rolle 25, über die dem an der Stelle Na angeordneten Einlegeorgan 26 eine Faser 27 zugeführt wird. Die Teile 24, 25 und 26 sind an demselben Gestell befestigt und starr miteinander verbunden, b·; Die Fasereinlegestelle M befindet sich in einem longitudinalen Abstand Λ4 und einem Winkelabstand ft von der Lage des Schneidwerkzeugs 24. Da das Steigungsmaß H der Schraubenlinien im vornherein festgelegt ist, besteht zwischen dem Longitudinalabstand Λ« und dem Winkel Θλ folgende Beziehung:

04

2/r

Die Wahl des Winkels &_t hängt ausschließlich von den Möglichkeiten der Anordnung der Teile 24, 25, 26 im Umfangsbereich des Körpers 21 ab.

Da die Lage des Punktes /V« bekannt ist und ausschließlich von der jeweiligen Vorrichtung, nicht jedoch von dem Körper 21 abhängt, ist es möglich, den Punkt N₄ um mehrere Längen des Steigungsmaßes H zu verschieben.

In F i g. 3 wurden mehrere Punkte N\ bis Λ4 eingezeichnet, an denen Fasereinlegeorgane 26 angeordnet werden können. Alle diese Punkte, die sich, in Richtung des Pfeils A gesehen, hinter dem Punkt N befinden, können als Einlegestellen in Betracht kommen.

Entsprechende Punkte wurden für die Hohlkehle 22 eingezeichnet, die an der Stelle P gebildet wird. Das diese Hohlkehle 22 bildende Schneidwerkzeug 24' wird im Verhältnis zur Lage des Punktes N angeordnet, um eine gleichmäßige Verteilung der Hohlkehlen zu erzielen. Diese Verteilung der Hohlkehlen in einer zur Achse X-Xsenkrechten Ebene kann regelmäßig oder auch unregelmäßig sein, je nach der Art der Fasern und ihrer Zahl.

Der Punkt P, wie auch die übrigen in der Zeichnung nicht dargestellten Punkte, an denen Hohlkehlen gebildet werden, befinden sich in einer geometrisch bestimmten, von der Lage des Punktes N abhängigen Lage. Das bedeutet jedoch keinesfalls, daß alle diese Punkte N und P notwendigerweise sich in einer und derselben Ebene senkrecht zur Achse X-X befinden. In analoger Weise, wie im Falle des Punktes /V₄, ist es möglich, Punkte P... in anderen Schnittebenen wie der Punkt N festzulegen, beispielsweise vor oder hinter dieser Ebene im Sinne der Bewegungsrichtung des Pfeils A. In gleicher Weise, wie man dem Punkt Neinen beliebigen Punkt N₁, N₂... der Hohlkehle 23 zuordnen könnte, kann man auch dem Punkt P an einem beliebigen Punkt der Hohlkehle 22 einen Punkt P\. P₂...zuordnen, wobei diese Punkte nur beispielshalber angegeben sind. Da das Steigungsmaß H der Hohlkehlen 23, 22 ... dasselbe sein muß, um ein Überschneiden der Hohlkehlen zu vermeiden, ergibt sich notwendigerweise für den axialen Abstand /1 zwischen dem Punkt P\ und dem Punkt /'der Wert

g|

In

wobei Λι die Winkelverschiebung des Punktes P\ gegenüber dem Punkt Pist

Demzufolge wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zuerst das Steigungsmaß H festgelegt, wozu die Längsgeschwindigkeit des Körpers 21 mit der Drehgeschwindigkeit des Körpers 21 umd die Achse A"-A"abgestimmt werden muß. Die Angriffspunkte der die Hohlkehlen 23,22... bildenden Schneidwerkzeuge sind starr angeordnet, wie auch die Fasereinlegeorgane 26.., deren Lage im Verhältnis zu der Lage N, P...der Schneidwerkzeuge bestimmt wird.

Die Bewegung des Körpers 21 in Richtung des Pfeiles A und im Drehsinn des Pfeils B ist eine Relativbewegung gegenüber den Punkten N,M,P\... Zwischen dem Körper 21 und den an den Punkten N. P- M. P<

angreifenden Organen 24, 25, 26 sind alle Bewegungskombinationen möglich. Man kann also auch den Körper nur in Längsrichtung des Pfeils A bewegen und die Organe 24, 25, 26 um die Achse X-X in einem dem Drehsinn des Pfeils B entgegengesetzten Drehsinn umlaufen lassen. Unter den möglichen Kombinationen von Relativgeschwindigkeiten zwischen dem Körper 21 und den Organen 24, 25, 26 sind praktisch nur die vorgenannten interessant.

Die in F i g. 4 dargestellte Vorrichtung dient zur Durchführung einer Verfahrensvariante, bei welcher der Zeniralpmlilkörperrohling nur eine Längsbewegung ausführt und die Schneidwerkzeuge sowie die Fasereinlegeorgane eine Drehbewegung (Pfeil B') im entgegengesetzten Sinn des Pfeils B ausführen. Das andere Ausführungsbeispiel zeigen die [-ig. 5 und 6, bei dem die Schneidwerkzeuge und die Fasereinlegeorganc raumfest angeordnet sind, während der Körper 2t zwischen dem Eingang und Ausgang der Vorrichtung eine Schraubenbewegung im Sinne der Pfeile A und B ausführt.

Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der durch Extrudieren hergestellte längliche Zentralprofilkörperrohling 29 der Vorrichtung über eine Beschickungsrolle 28 zugeführt. Anschließend wird er mittels der Rolle 30 umgelenkt und verläßt die Vorrichtung über die Umlenkrolle 36. Die Verbindungslinie zwischen den beiden Rollen 30 und 36 stellt die vorgenannte Achse X-X dar. Zwischen den Rollen 30 und 36 ist eine Platte 31 angeordnet, die die Faserbeschickungsspulen 32 und einen Kopf 33 tragt, der sowohl die Schneidwerkzeuge zur Bildung der I lohlkehlen als auch die Fasercinleg^organc enthält, wie das in Fig. 3 gezeigt ist. Die relative Lage der Schneidwerkzeuge und der Fascreinlegeorgane zueinander ist in dem Kopf 33 festgelegt. Aufgrund seiner starren Verbindung mit der Platte 31 dreht sich der Kopf 33 mit derselben Geschwindigkeit. Der Kopf 33 und die Platte 31 benötigen keinerlei Tastorgane zur Ortung der Hohlkehlen und auch keinen von einem solchen Detektor gesteuerten Antrieb der Platte 31. Zur Festlegung und Gewährleistung des gewünschten Steigungsmaßes der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen genügt allein die Längsgeschwindigkeit des Körpers 21 in Richtung des Pfeils A und die Drehgeschwindigkeit der Schneid- und Fasereinlegeorgane in dem dem Pfeil B entgegengesetzten Drehsinn.

Die Drehgeschwindigkeit der Schneid- und Fasereinlegeorgane und die Durchlaufgeschwindigkeit des Körpers 21 müssen sehr genau eingestellt werden, um ein einwandfreies Erzeugnis zu erhalten. Dies bedeutet jedoch keinerlei Schwierigkeiten, da die Regelung mitteis einer vorher bestimmten Vergleichsgeschwindigkcit erfolgt und nicht mittels der Ermittlung eines veränderlichen Parameters und einer nach Maßgabe dieses Parameters erfolgenden Geschwindigkeitssteuerung. Eine besonders einfache Lösung besteht darin, diese beiden Bewegungen durch eine starre Kopplung zu synchronisieren, sei es mittels eines Getriebes, einer Treibriemen-I oder irgend einer anderen Anordnung.

Bei einer Vorrichtung, wie sie in F i g: 5 dargestellt ist, j ist die Lage der mittels der Schneidwerkzeuge gebilde-Iten Hohlkehlen am OrtderSchneidwerkzeuge im Verjhältnis zum Raum fest, so.daß hier auch die Hohlkehlen !selbstgegenüber dem. Raum fest erscheinen: Bei einer !bekannten Vorrichtung,,wie sie in Fi g. 2 dargestellt ist, verschieben sich die Hohlkehlen im Raum. ^:

Bei der in Fig.5 perspektivisch dargestellten Vorrichtung zur Hersteilung von Kabeln mit mehreren optischen Fasern durchläuft ein länglicher Körper 35 die Vorrichtung bei gleichzeitiger Rotation. Bei der Darstellung dieser Vorrichtung wurden das Gestell, die verschiedenen Haltevorrichtungen u. dgl. zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassen. Dargestellt sind lediglich diejenigen Organe der Vorrichtung, die die Achse X-X umgeben, längs der sich der Körper 35 in Richtung des Pfeils A unter gleichzeitiger Umdrehung um

i» diese Achse im Drehsinn des Pfeils B bewegt. Der Körper 35 wird der Vorrichtung von einer Bcschickungsspulc 34 zugeleitet und das hergestellte optische Kabel nach dem Durchlaufen der Vorrichtung auf einer Spule

36 aufgespult. Beide Spulen 34, 36 sind in einem U-förmigen Bügel 37, 38 auswechselbar gelagert. Der Bügel

37 ist starr mit einer in einem Lagerbock 40 gelagerten Nabe 39 verbunden, auf der eine Riemenscheibe 41 aufgekeilt ist.

In gleicher Weise ist der Bügel 38 starr mit einer in dem Lagerbock 43 gelagerten Nabe 42 verbunden, auf der die Riemenscheibe 44 aufgekeilt ist. Die beiden Bügel 37 und 38 rotieren im Drehsinn des Pfeils B um die Achse X-X. Die Rotationsgeschwindigkeit ist genau dieselbe, um auf den die Vorrichtung durchlaufenden Körper kein Torsionsmoment auszuüben.

Parallel zur Achse X-X ist eine Transmissionswelle 45 in Richtung der Achse K-Kangeordnet. Auf dieser Welle 45 sind mehrere Riemenscheiben zum Antrieb der verschiedenen Organe der Vorrichtung aufgekeilt. Der

jo Antrieb der Transmissionswelle 45 erfolgt von dem Motor 49 mittels des Treibriemens 47 über die Riemenscheibe 46,48. Alle Treibriemen und die von ihnen angetriebenen Riemenscheiben sind so ausgegildet, daß eine schlupflose synchrone Übertragung der Drehbewegungen gewährleistet ist.

Die Riemenscheibe 41 wird mittels des Treibriemens 51 von der Riemenscheibe 50 der Transmissionswelle 45 angetrieben. In gleicher Weise wird am Ende der Vorrichtung die Riemenscheibe 44 mittels des Treibriemens 53 von der Riemenscheibe 52 angetrieben.

Da die Riemenscheiben 41,44 starr mit den Naben 39, 42 verbunden sind, wird die Drehbewegung der Transmissionswelle 45 auf die Bügel 37,38 übertragen, so daß der Längsbewegung des Körpers 35 in Richtung des Pfeils A eine Drehbewegung um die Achse X-X überlagert wird.

Hinter dem Beschickungsteil 34, 37, 39, 41 der Vorrichtung ist ein Antriebsaggregat 54 angeordnet, das von der Riemenscheibe 55 angetrieben wird, die ihrerseits über den Treibriemen 56 von der Riemenscheibe 55 <' angetrieben wird. Einzelheiten der Bewegungsübertragung von der Riemenscheibe 55 auf das Antriebsaggregat 54 sind in der Zeichnung, da allgemein bekannt, nicht dargestellt. Die Bewegungsübertragung kann mittels Treibriemen oder auch mittels eines Differentials erfolgen.

Das Antriebsaggregat 54 weist zwei endlose Förderbänder 57, 58 auf, die über zu beiden Seiten der Achse X-X angeordnete Umlenkrollenpaare 59 geführt werden, so daß der Körper 35 von den umlaufenden Bändern 57, 58 mitgenommen und gegen Torsion abgeblockt wird. Das Antriebsaggregat 54 ist so ausgebildet, daß es sowohl den Längsantrieb des Körpers als auch seine Rotation aufrechterhält

Außer den vorgenannten Mitteln zur Übertragung der Bewegung von der Riemenscheibe 55 auf das Antriebsaggregat 54 können auch andere Übertragungs-. mitte, wie ein Differential, vorgesehen werden. Es krin-

nen auch noch andere Mittel vorgesehen werden, wie L. B. Rollenanordnungen, die dem Körper bis unmittelbar zum Angriffspunkt der Schneidvorrichtung 60 eine einwandfreie Winkelstabililäl und ihn gegen Torsion ebenfalls sichern, gewährleisten.

Die Schneidvorrichtung 60 besteht aus vier Schneidorganen 61, die jeweils in einem Winkelabstand von 90" voneinander angeordnet sind. Diese Schneidorgane 61 sind sowohl gegenüber der translatorischen als auch der rotatorischen Bewegung des Körpers ortsfest angeordnet. Sie sind an nicht dargestellten Schlitten angeordnet, die mittels Mikrometerschrauben fein eingestellt werden können, um sowohl eine einwandfreie Lage der Hohlkehlen als auch deren Tiefe zu gewährleisten. Die Schneidvorrichtung 60 ist hinter dem Antriebsaggregrat 54 in dessen unmittelbarer Nähe angeordnet.

Die Schneidorgane 61 der Vorrichtung 60 üben auf die Oberfläche des Körpers 35 eine Schneidwirkung längs einer Bahn aus, die von der Translations- und Rotations-Bewegung des Körpers 35 im Verhältnis zu den Schneiden 61 abhängt. Anstelle der Schneidorgane 61 können selbstverständlich auch andere Mittel zur Ausbildung der Hohlkehlen eingesetzt werden, wie z. B. solche, die auf einem Schmelzvorgang oder einem Elektro-Erosions-Vorgang beruhen.

Hinter der Schneidvorrichtung 60 ist noch ein zweites Antriebsaggregat 62 vorgesehen, das ebenfalls zwei endlose Förderbänder 63,64 aufweist, die über Umlenkrollen 65, 66 geführt werden. Auch dieses Antriebsaggregat wird von einer auf der Transmissionswelle 45 aufgekeilten Riemenscheibe 67 über einen Treibriemen 68 und eine Riemenscheibe 67' angetrieben.

Bei den beiden Antriebsaggregaten 54, 62 vor und hinter der Schneidvorrichtung 60 handelt es sich um sehr wesentliche Teile der Vorrichtung, die dazu dienen, den Körper 35 während seiner Translations- und Rotations-Bewegung in bezug auf die Schneidorganen 61 exakt zu halten. In Fig.5 sind die Schneidorgane 61 in einer Ebene senkrecht zur Achse X-X angeordnet. Diese Schneidorgane können jedoch auch längs der Achse X-X versetzt zueinander sein, wenn ihre Anordnung auf so engem Raum um den Körper 35 Schwierigkeiten bereitet. Die Winkelanordnung der Schneidorganc 61 bezüglich der Achse X-X kann unveränderlich vorgegeben sein. Sie kann freilich von vorneherein beliebig festgelegt werden.

Die mit dem Körper 35 exakt mitrotierenden Doppelbandantriebe 54, 62 wirken auch Torsion des Körpers 35 durch die Schneidwerkzeuge wirkungsvoll entgegen und unterstützen so auch exaktes Einlegen der Fasern 35 in die Hohlkehlen. Das Antriebsaggregat 62 übt auf den Körper 35 eine "L ^;gkraft aus, die die Ausbildung der Hohlkehlen mittels der ortsfesten Schneidorgane 61 ermöglicht.

■ Der in Richtung des Pfeils A hinter der Schneidvorrichtung 60 angeordnete Fasereinlegekopf 69 weist vier Einlegeorgane 70 auf, die in schematischer Weise als Rollen gezeichnet sind, deren Drehachsen seitlich des Körpers 35 sich senkrecht zur Achse X-X erstrecken. Jede dieser Rollen 70 ist in einer Ebene angeordnet, die mit der durch den Mittelpunkt einer Rolle und die Achse X-X definierten Ebene ein dachförmiges Gebilde entstehen läßt Die Kante dieses dachförmigen Gebildes wird jeweils durch das von dem Mittelpunkt der Rolle auf die Achse X-X gefällte Lot gebildet Der Winkel des dachförmigen Gebildes ist gleich dem Winkel, den die schraubenlinienförmigen Hohlkehlen mit den Erzeugenden des Körpers 35 bilden.

Die Winkelstellung der Rollen 70 um die Achse AA' hängt, wie oben schon ausgeführt wurde, einerseits \on der Winkelstellung der Schneidorgane 61 der Schneidvorrichtung 60 und andererseits von dem axialen Ab^r) stand der Schneidorganc 61 von den Rollen 70 ab, einsprechend dem Steigungsmaß der schraubenlinicnfoimigen Hohlkehlen am Umfang des Körpers 35. Die Fasern 7\A werden den Rollen 70 der Einlegevorrichtung 69 über Umlenkrollen 71 zugeführt. Die Bcschickungsspulen sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Eine genaue Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer Fasereinlegerolle 70 erfolgt im folgenden anhand der F i g. 7. |ede dieser Fasereinlegerollen 70 kann mittels mikrometrischer Einstellvorrichtungen auf eine be-

!5 stimmte Eifidring'.iefe in είπε Hohlkehle eingestellt werden. Die Winkelstellung der Vorrichtung 69 ist, wie schon angegeben, relativ zur Achse X-X entsprechend dem Steigungsmaß der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen einstellbar. Die Übereinstimmung zwischen den Fasereinlegeorganen 70 und der Lage der schraubenlinienförmigen Hohlkehlen wird dadurch herbeigeführt, daß man die Vorrichtung 69 um einen entsprechenden Winkel im die Achse X-Abdreht, da es vorteilhaft ist, daß die Faserbeschickungsspulen und die Umlcnkrollcn 71.

genauso wie die Schneidvorrichtung 60 am festen Maschinengestell angeordnet sind.

Die Zahl der im vorstehenden erwähnten Organe ist nur durch den Verwendungszweck, die Raum Verhältnisse und die Materialien begrenzt. Dasselbe gilt für die der

jo Zahl der Schneidorgane 61 gleich große Zahl der Fasereinlegeorgane 70.

In Richtung des Pfeils A hinter der Fasereinlegcvorrichtung 69 ist eine Vorrichtung 72 zur Ummantelung des Körpers 35 angeordnet, die im einzelnen nicht bcschrieben zu werden braucht. Diese Vorrichtung 72 bewegt sich um die Achse X-X mit einer Geschwindigkeit, die ein genaues Mehrfaches der Rotationsgeschwindigkeit des Körpers 35 ist, um eine gleichmäßige und exakte Ummantelung zu erzielen. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung 72 von der Transmissionswelle 45 mittels der Riemenscheibe 73, des Treibriemens 74, des Untersetzungsgetriebes 75. einer Riemenscheibe 76, eines Treibriemens 77 und schließlich der Riemenscheibe 78 angetrieben, die starr mit der Riemenscheibe 79 der Vorrichtung 72 verbunden ist.

Unabhängig davon, daß theoretisch die Lage der Hohlkehlen exakt bestimmt ist, da alle Vorrichtungen und Organe sich mit derselben Rotaiionsgeschwindigkeit und in demselben Drehsinn um die Achse X-X bewegen, kann man in gewissen Fällen eine leichte Winkelverschicbung der Hohlkehlen fesisieüen. Diese Winkelverschiebung ist eine Folge der Torsionselastizität des Körpers 35, auf den die Tangentialkräfte der Ummantelungsvorrichtung wirken. Diese unterschiedlichen Torsionsbeanspruchungen können nicht summierend auftreten, sie können jedoch stören und werden deshalb vorzugsweise abgeblockt

Zwischen der Ummantelungsvorrichtung 72 und der Fasereinlegevorrichtung 69 befindet sich ein Halteor-

gan 80, das dazu bestimmt ist, die Übertragung eines in Förderrichtung nach dem Organ 80 auf den Körper 35 einwirkenden Drehmomentes auf die Vorrichtung 69 zu zu verhindern. Dieses Halteorgan 80 besteht aus zwei zu beiden Seiten des Körpers 35 angeordneten zylindrisehen Rollen 81 mit je einer gegenüber der Achse -V-A' seitlich versetzten, zu dieser senkrecht sich erstreckenden Achse. Diese beiden Rollen 81 sind frei drehbar. Die gesamte, aus den Rollen 81 und ihrer in der Zeichnung

nicht dargestellten Unterstützung bestehende Vorrichtung rotiert um die Achse X-X und wird hierbei von der Transmissionswelle 45 über den Treibriemen 83 und die Riemenscheiben 82,84 angetrieben.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Riemenscheiben 82 und 84 ist dasselbe wie /wischen den anderen Riemenscheiben der Achse X-X und der Achse Y- Y. so daß die Rollen 81 sich synchron ohne Voreilung oder N.icheilung mit dem Körper 35 drehen, um auf diese Weise die Übertragung einer eventuellen Torsion oder ci:?es indu/ierien Drehmomentes in den Körper 35, die sich auf der Höhe der Ummantelungsvorrichtung 72 ausbilden könnte, zu verhindern (abzublocken).

Hinter der Ummantelungsvorrichtung 72 befindet sich eine Vorrichtung 85, mittels der die Spannung des Körpers 35 in dem vor dieser Vorrichtung 85 gelegenen Teil der Vorrichtung kontrolliert wird. Diese Vorrichtung 85 besteht aus einem Rahmen 86, an dem eine Riemenscheibe 87 angeordnet ist, die von der Transmissionswelle 45 über die Riemenscheibe 88 und den Treibriemen 89 angetrieben wird. Das Übersetzungsverhältnis der Riemenscheiben 87 und 88 ist so gewählt, daß die Vorrichtung 85 sich synchron mit dem Körper 35 dreht. Die Vorrichtung 85 besteht aus einer antreibenden Winde 90 und einer angetriebenen Winde 9t. Der Körper 35 umschlingt die Winde 90, 91 mehrmals, wobei der Körper 35 zunächst aus der Richtung der Achse X-X abgelenkt und der Winde 90 zugeführt wird und dann von der Winde 91 wieder in Richtung der Achse X geleitet und dann auf der Aufwickelspule 36 aufgespult wird.

In der synchron mit der Maschine umlaufenden Kontrollvorrichtung 85 führt der mit Lichtleitfasern versehene Körper 35 mehrere Umdrehungen mit einer exakt bestimmten Umfangsgeschwindigkeit aus, so daß der Korper 35, während er über die Winden geführt wird, eine exakt kontrollierte Spannung aufweist. Die Umfangsgeschwindigkeit erfolgt in Abhängigkeit von der Rotaiionsgeschwindigkeit der Transmissionswelle 45 mittels eines in der Zeichnung nicht dargestellten Differentials, eines Untersetzungsgetriebes o. dgl.

Die am Ende der Maschine angeordnete Aufspulvorrichtung weist im wesentlichen denselben Aufbau auf wie die Beschickungsspule am Eingang der Maschine. Die Aufnahmevorrichtung weist jedoch darüber hinaus im Zuge des längs der Achse X-X sich bewegenden Kabels eine gleichmäßige Aufwickelvorrichtung 92 auf, die durch Rollen oder Zylinder 93 gebildet ist, um ein geordnetes, gleichmäßiges Aufwickeln des Kabels auf der Spule 36 sicherzustellen.

Die F i g. 6A zeigt ein vereinfachtes Schema der Fig.5.

Die Fig. 6B zeigt ein Ausführungsbeispiel, das sich von demjenigen der F i g. 5 und 6A dadurch unterscheidet, daß die Antriebsvorrichtungen 54 und 62 durch Windenanordnungen 54' und 62' ersetzt sind.

Das Ausführungsbeispiei nach Fig.6C unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6A dadurch, daß der Fasereinlegekopf 69 unmittelbar hinter der Schneidvorrichtung 60 angeordnet ist, ohne daß dazwischen ein weiteres Antriebsaggregat 62 angeordnet ist. Im übrigen stimmt das Ausführungsbeispiel mit demjenigen der F i g. 6A überein.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 6D unterscheidet sich von demjenigen nach Fig.6C lediglich dadurch, daß die beiden Förderbänder der Antriebsvorrichtung 54 durch eine Windenanordnung 54" ersetzt sind.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 6E unterscheidet sich von den übrigen Ausführungsbeispielen dadurch, daß die Antriebsvorrichtung 62 zwischen der Ummantelungsvorrichtung 72 und der die Spannung kontrollierenden Vorrichtung 85 angeordnet ist. Dies wirkt sich so aus, daß alle zufälligen, durch die Schneidvorrichtung und die Ummantelungsvorrichtung hervorgerufenen Spannungen an dieser Stelle ausgeglichen werden, so daß die Fasern wieder ganz frei in den Hohlkehlen liegen bzw. gleiten können und somit keinerlei durch diese Spannungen hervorgerufenen Verlängerungen unterin woifen sind. Zwischen der Vorrichtung 62 und der Vorrichtung 85 kann man auf den Körper 35 eine genau bestimmte Krnft wirken lassen, die dem Körper 35 eine definierte Verlängerung verleiht.

Die in Fig. 7 in einem Teilschnitt dargestellte Fasereinlegevorrichtung 70 besteht im wesentlichen aus einem aus zwei Halbschalen gebildeten Führungsgehäuse 102. Dieses Gehäuse 102 läuft in einen Schnabel 103 aus, der in seinem vorderen Teil eine geringere Breite als die Öffnung der Hohlkehle 101 aufweist. Die beiden HaIbschalen 102 umschließen eine frei um eine Achse 104 rotierende, in einem Rollenlager 105 gelagerte Scheibe. Die Scheibe besteht aus einem Teil 106 und einem von diesem abnehmbaren, mittels einer Schraube 108 an diesem befestigten Teil 107. Das Teil 106 weist zwei Stufen 106a und 106Λ auf. Das Teil 107 ist entsprechend ausgebildet und kann sich bei gelockerter Schraube 108 in Richtung des Doppelpfeils C bewegen, so daß es leicht abgenommen werden kann. Auf diese Weise gelangt man leicht zu der Ringscheibe 110, die, da sie mittels der Schraube 108 zwischen der Schulter 106a und dem Teil 107 eingespannt ist, mit der Geschwindigkeit des Teils 106 umläuft.

Die Umfangsfläche der Ringscheibe 110, gegen die eine Lichtleitfaser 100 anliegt, weist eine leicht konkav gekrümmte Oberfläche 109 auf. Der Durchmesser der Ringscheibe 110 ist im Hinblick auf die Achse Z-Z der Achse 104 etwas kleiner als die Länge L des Gehäuses 102, so daß am Umfang der beiden Halbschalen 102 ein Ringkanal 109' frei bleibt, der die Faser 100 aufnimmt.

Diese aus dem Teil 106, dem abnehmbaren Teil 107 und der Ringscheibe IiO bestehende, frei um die Achse 104 rotierende Vorrichtung stellt ein äußerst zweckmäßiges Merkmal der Erfindung dar. Es ist nämlich unbedingt notwendig, daß die Lichtleitfaser 100 ohne irgendwelche Reibung und ohne Zug in der Hohlkehle abgelegt wird, was besonders mittels dieser frei rotierbaren Rolle möglich ist.

Zum Betrieb der Maschine dienen die Geschwindigkeit und die Spannung steuernde Stromkreise sowie Sicherheits- und Kontroll-Stromkreise zur Überwachung des Betriebszustandes. Auf eine zeichnerische Darstellung dieser Teile wurde verzichtet., da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind. Unter den Kontrollvorrichtungen ist insbesondere die Vorrichtung zu erwähnen, die den Bruch oder auch eine Zwangsbeanspruchung einer optischen Faser feststellt, was die Durchgängigkeit eines Lichtstrahls ebenfalls beeinträchtigt Zur Durchführung dieser Kontrolle dient eine am Ende einer jeder Lichtleitfaser im Bereich der Beschickungsspule angeordnete Lichtquelle oder auch am entgegengesetzten Ende der Maschine an der Aufwickelspule 36. Wird der Lichtdurchgang unterbrochen, so bewirkt die Kontrollvorrichtung ein sofortiges Stillsetzen der Maschine, so daß der Schaden behoben werden kann.

Bei den verschiedenen, im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispielen kann es zweckmäßig oder auch notwendig sein, eine Antriebsvorrichtung 62, 62' auch nach der Schneidvorriohtiincr fin vnr7ntph»n Pino

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solche Vorrichtung erzeugt die zur Bearbeitung des Körpers durch Schneidvorrichtung benötigte motorische Kraft. Diese Kraft übt auf den Zentralprofilkörper eine Zugspannung aus und ruft damit eine Verlängerung dieses Körpers hervor, die nur von der Größe der ent- , gegengesetzten Kraft der Schneidvorrichtung abhängt. Diese Verlängerung braucht nicht notwendig gleich derjenigen zu sein, der der Körper unterworfen wird, um die notwendige Überlänge der Faser zu erzielen. Die Vorrichtung 62 isoliert den Betrieb der Schneidvorrichtung von den Folgevorrichtungen. Hinter der Vorrichtung 62 kann man auf den Körper noch eine Zugkraft bestimmter Größe wirken lassen, die unabhängig von der von der Schneidvorrichtung benötigten Kraft ist, wie dies das Ausführungsbeispiel 6E zeigt. ι s

Die Vorrichtung 62 gewährleistet die allgemeine Vorwärtsbewegung des Körpers. In den Fällen, in denen solche Antriebsvorrichtungen 62, 62' nicht vorgesehen sind, wie beispielsweise bei den Ausführungsbeispielen der F i g. 6C und 6D, gewährleistet die am Ende der Maschine vorgesehene Vorrichtung 85 den für das Durchlaufen der Maschine notwendigen Antrieb, des Körpers.

Die im vorstehenden erwähnter., um die Achse X-X umlaufenden Teile müssen exakt synchron umlaufen. Dies wird, wie in F i g. 5 schematisch dargestellt ist, dadurch erreicht, daß die auf der Transmissionswelle 45 aufgekeilten und die um die Achse X-X rotierenden Riemenscheiben genau das gleiche Übersetzungsverhältnis aufweisen. Als Treibriemen können, um den syn- jo chronen Umlauf zu gewährleisten, solche mit einem T-Profil Verwendung finden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels, das aus einem länglichen, biegsamen, mit einem Mantel umhüllten Zentralprofilkörper besteht, in dessen Umfang mindestens eine schraubenlinienförmige Hohlkehle zur losen Aufnahme einer mittels eines Fasereinlegekopfes eingelegten Lichtleitfaser eingearbeitet ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: