FI105599B - Menetelmä ja sovitelma monielementtisen optisen kaapelin perusosan valmistamiseksi - Google Patents

Description

105599

Menetelmä ja sovitelma monielementtisen optisen kaapelin perusosan valmistamiseksi

Keksinnön kohteena on menetelmä monielementtisen optisen kaapelin 5 perusosan valmistamiseksi, jossa menetelmässä kuidun tai useista optisista kuiduista koostuvan kuitukimpun ympärille puristetaan väljästi putkimainen vaippa, kuiduille aikaansaadaan haluttu ylimääräinen pituus vaippaan nähden ja vaipan ja kuitujen muodostamaa kokonaisuutta vedetään puristuskohdan jälkeen olevasta kohdasta eteenpäin valmistuslinjan seuraavaan vaiheeseen. Keksinnön kohteena 10 on myös sovitelma monielementtisen optisen kaapelin perusosan valmistamiseksi.

Tällaiset menetelmät ja sovitelmat ovat nykyään varsin tunnettuja optisten kaapeleiden valmistuksen yhteydessä. Esimerkkeinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita US-patenttijulkaisussa 4 893 998, DE-patenttijulkaisussa 15 34 25 649 ja EP-hakemusjulkaisussa 0 286 819 kuvatut järjestelyt.

Edellä esitettyjen järjestelyjen epäkohtana on esimerkiksi se, että kuitujen ja putkimaisen vaipan muodostaman kokonaisuuden liikesuunta muuttuu varsin nopeasti puristinpään jälkeen, sillä em. kokonaisuus kulkee ns. lukintapyö-rän ympäri. Lukintapyörällä varustetussa valmistuslinjassa kuitujen määrä on ra-20 jattu, sillä muuten kuidut joutuvat lukituspyörällä päällekkäin, jolloin uloimmat kuidut voivat pahimmassa tapauksessa katketa. Esimerkiksi ns. miniputkirakenteinen «· kaapeli, silloin kun se on SZ-kerrattu, vaatii toimiakseen luotettavasti varsinkin : vaihtolämpöisissä olosuhteissa jokaiselta osakomponentilta eritystä stabilisuutta ja rakenneosien keskinäisen vuorovaikutuksen hallintaa. Esimerkkinä seikoista, • · 25 joita ei aremmin tunnetulla ratkaisuilla saada toteutettua parhaalla mahdollisella : .·. tavalla, voidaan mainita saman suojarakenneputken tai -vaipan sisässä olevien • · · '·"··’ kuitujen keskinäisen pituuseron tasaaminen, joka on tärkein tekijä SZ-kerratussa ’ * monikuituisessa rakenteessa, joten sen hallinta kaapelin valmistusvaiheessa on ... tärkeätä lopputuloksen kannalta. Kuitujen pituuseron tasauksen hallinta toteute- • ♦ *;··’ 30 taan kuitujen keskinäisen tension hallinnalla. Toisena esimerkkinä voidaan mai- nita suojarakenteena toimivan putken tai vaipan dimensiot. Kolmantena esimerk-: kinä voidaan mainita yksittäisen suojarakenneputken tai suojavaipan valmistuk-

= IM

sen jälkeinen relaksaatio ja sen hallinta valmistusvaiheessa. Stabilisuuden tulee olla ehdoton SZ-kerratussa rakenteessa.

M ( ' '' 35 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä ja sovitelma, joi- ':": den avulla aiemmin tunnettujen ratkaisujen epäkohdat voidaan eliminoida. Tähän k 105599 2 on päästy keksinnön mukaisen menetelmän ja sovitelman avulla. Keksinnön mukainen menetelmä on tunnettu siitä, että päällystyskohdalle menevien kuitujen tensio pidetään jatkuvasti hallitulla tasolla, että kuitujen ja vaipan liikesuunta pidetään suorana ennen vetokohtaa ja vetokohdalla ja että vetokohta sijoitetaan 5 valmistuslinjan tuotantonopeudesta riippuvan matkan päähän päällyskohdasta. Keksinnön mukainen sovitelma on puolestaan tunnettu siitä, että päällystystyö-kalulle menevien kuitujen tensio on sovitettu pidettäväksi jatkuvasti hallitulla tasolla, että kuitujen ja vaipan liikesuunta on sovitettu pysymään suorana ennen vetolaitetta ja vetolaitteen kohdalla ja että vetolaite on sovitettu valmistuslinjan 10 tuotantonopeudesta riippuvan matkan päähän päällystystyökalusta.

Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että sen avulla pystytään nostamaan tuotantoa noin 200 - 300 % aiemmilla ratkaisuilla saavutettuihin tuloksiin verrattuna. On huomattava, että em. tuotannon nousu saadaan aikaan tinkimättä vallitsevista laatukriteereistä. Keksintö avaa mahdollisuudet kehitystyön ja materi-15 aalikehityksen kautta tuotantonopeuden nostamiseen jopa moninkertaiseksi nykyisiin tuotantonopeuksiin verrattuna. Keksinnön etuna on edelleen sen yksinkertaisuus, jolloin keksinnön käyttöönotto ja käyttö muodostuvat edullisiksi.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvatun erään edullisen toteutusesimerkin avulla, jolloin piirustuk-20 sen ainoa kuvio esittää keksintöä hyväksikäyttävää miniputken valmistuslinjaa periaatteellisena sivusta nähtynä kuvantona. Miniputkella tarkoitetaan monielement-tisen kerrattavan kaapelin osaelementtiä.

Kuviossa on esitetty periaatteellisesti keksintöä hyväksikäyttävä miniputken valmistuslinja. Viitenumeron 1 avulla on yleisesti merkitty kuitulähdöt niihin ( ( 25 sisältyvine tension hallintalaitteineen. Viitenumerolla 2 on merkitty ohjauspyörät, • jotka on sovitettu ohjaamaan kuidut 3 kuitujen tension hallintalaitteelle 4. Kuitujen • · · ".V tension hallintalaite 4 on kuvion esimerkissä kahdesta peräkkäisestä pyörästä 4a, *** * 4b muodostuva laite, joka on kuvattu tarkemmin tämän hakemuksen kanssa sa manaikaisesti jätetyssä Fl-patenttihakemuksessa 953338. On kuitenkin huomat-30 tava, että keksintöä ei ole mitenkään rajattu kuviossa esitettyyn tension hallinta- • · · laitteeseen, vaan tension hallintalaitteena voi olla myös jokin muu sopiva laite.

; .·. Viitenumeron 5 avulla kuvioon on merkitty kuitujen linjatension mittauksessa käy- .··. tettävä laite. Kuitujen lähtötensio on merkitty kuvioon viitteellä ti, pyörien 4a, 4b

• I

välissä vallitseva tensio viitteellä t2 ja linjassa vallitseva kuitujen tensio viitteellä U- V 35 Kuidut 3 ohjataan lähtökeloilta kuvion mukaisesti päällystyskohtaan sijoitetulle päällystystyökalulle 6, joka voi käsittää suulakepuristinlaitteen puristin- I, 105599 3 pään. Päällystystyökalun 6 avulla kuitunipun ympärille suulakepuristetaan väljä putkimainen vaippa. Päällystyskohdan yhteydessä vaippana toimivan putken sisään syötetään täytegeelin syöttölaitteiden 7 avulla täytegeeli. Päällystystyökalu 6, täytegeelin syöttölaitteet 7 ja täytegeelin koostumus ovat alan ammattimiehelle 5 täysin tavanomaista tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei esitetä tarkemmin tässä yhteydessä.

Päällystystyökalun jälkeen putken ja kuitujen muodostama kokonaisuus vedetään vetolaitteen 8 avulla esijäähdytyslaitteen 9 läpi. Vetolaitteen 8 jälkeen putken ja kuitujen muodostama kokonaisuus johdetaan relaksointivyöhyk-10 keen 11 ja loppujäähdytysvyöhykkeen 12 kautta vastaanottopuolaajalle 13. Viitenumerolla 14 kuvioon on merkitty lisäksi ON-line kuidun ylimäärän mittauksen (ON-line bias-mittauksen) putken mittauspyörä, viitenumeron 15 avulla putken linjatension säätö-danceri ja viitenumeron 16 avulla linjankireyden ylläpidossa käytettävä laite, ns. Iinjakireyspillari. Viitenumeron 17 avulla kuvioon on edelleen 15 merkitty putken halkaisijan mittaukseen käytetty mittari.

Putken esijäähdytyslämpötila on merkitty kuvioon viitteellä Ti, putken relaksointilämpötila viitteellä T2 ja putken loppujäähdytyslämpötila viitteellä T3. Putken linjatensio on merkitty viitteellä U ja putken puolaustensio puolestaan viitteellä U- Viitteellä PTi on merkitty sisään menevän kuidun mittauksessa käytettä-20 vä pulssitakometri, viitteen PT2 avulla nopeuspisteen pulssitakometri ja viitteen PT3 avulla ulos tulevan putken mittauksessa käytetty pulssitakometri.

Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaan päällystyskohdalle, ts. pääl-lystystyökalulle 6 menevien kuitujen tensio pidetään jatkuvasti hallitulla tasolla. Tension hallinnalla on mahdollista aikaansaada kuidun ylimääräpituuden säätö.

1 25 Kuitujen ja päällystystyökalun avulla kuitujen ympärille suulakepuristetun putken : eli vaipan liikesuunta pidetään suorana ennen vetokohtaa. Vetokohta sijoitetaan • * · *·;·* valmistuslinjan tuotantonopeudesta riippuvan matkan päähän päällystyskohdasta, • · » * jolloin aikaansaadaan kuitujen 3 haluttu liukuminen vaipan suhteen vetokohdalla.

t>> Vetokohdan sijainti voidaan edullisesti tehdä säädettäväksi valmistuslinjan tuo- 30 tantonopeuden mukaan. Tämä voidaan toteuttaa esimerkiksi niin, että vetolaite 8 sovitetaan linjaan niin, että sen sijaintia päällystystyökalun 6 suhteen voidaan : ;·; muuttaa. Asennus voi tapahtua esimerkiksi sopien kiskorakenteiden avulla. Ve- . · ·. tolaitteena voidaan edullisesti käyttää hihnavetolaitetta.

Keksinnön toiminta perustuu siis hallittuun kuidun tai kuitujen tensioon • « * ' ·' 35 ja kuidun tai kuitujen liuottamiseen suojaputken sisällä valmistusvaiheessa, jonka tavoitteena on toteuttaa hallittu kuidun ylimääräpituus. Edellä esitetty seikka voi- I, 105599 4 daan kiteyttää myös niin, että valmistusvaiheessa kuidun tai kuitujen liuottamisella kompensoidaan relaksaation ja putken termisen kutistuman aiheuttama kui-tuylimäärän positiivisuus. On huomattava, että kuitujen jatkuva tension hallinta on tärkein säätösuure niin kuitujen liputuksen kuin sen oman tensiopalautuman 5 osalta. Kuitujen riittävä ja hallittu liu'unta on mahdollista vain suorassa linjassa. Lukintapyörällä varustetussa linjassa tulevat sen omat fysikaaliset rajat vastaan liian varhaisessa vaiheessa.

Kuitujen liputtaminen voidaan toteuttaa kun linjassa on vetolaitteena 8 hihnavetolaite ja se on sijoitettu linjan tuotantonopeuteen nähden sopivalle etäi-10 syydelle puristinpäästä 6. Hallitulla kuitujen tensiolla voidaan sisään menevän kuidun määrää tavallaan annostella niin, että riittävä kuitujen liukuminen hihna-vetolaitteen kohdalla putkeen nähden saadaan tapahtumaan.

Edellä esitetyllä tavalla voidaan täysin kompensoida termisen kutistuman ja relaksaation aiheuttama positiivisuus putken kuidun ylimääräpituuden hal-15 linnassa. Kuitujen liukumista voidaan helpottaa täytegeelin materiaaliominaisuuksilla tai esilämmittämällä täytegeeliä pisteeseen, jossa sen viskositeetti alenee. Esilämmitys tapahtuu luonnollisesti kuidun sallimien rajojen puitteissa. Lopputuotteena saadaan relaksaatioton putki halutulla kuidun ylimäärällä 0-pisteen molemmin puolin. Edellä esitetyllä tavalla valmistetuista osaelementeistä koottu 20 optinen kaapeli on myös rakennekäyttäytymiseltään stabiili.

Edellä esitettyä sovellutusesimerkkiä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovitel- « I ( I man tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuviossa iV 25 on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia.

·· * • · · • · * * • « : : : ··« « # · · • · # · · • · · « • · ··· • · « • j • · # « • .» • · · • * · •« · * * · • »

« I

t · · « · · • · t * » • · f • t I,

Claims (5)

1. Menetelmä monielementtisen optisen kaapelin perusosan valmistamiseksi, jossa menetelmässä kuidun (3) tai useista optisista kuiduista (3) koostuvan kuitukimpun ympärille puristetaan väljästi putkimainen vaippa, kuiduille (3) 5 aikaansaadaan haluttu ylimääräinen pituus vaippaan nähden ja vaipan ja kuitujen muodostamaa kokonaisuutta vedetään puristuskohdan jälkeen olevasta kohdasta eteenpäin valmistuslinjan seuraavaan vaiheeseen, tunnettu siitä, että pääl-lystyskohdalle menevien kuitujen (3) tensio (U) pidetään jatkuvasti hallitulla tasolla, että kuitujen ja vaipan liikesuunta pidetään suorana ennen vetokohtaa ja veto-10 kohdalla ja että vetokohta sijoitetaan valmistuslinjan tuotantonopeudesta riippuvan matkan päähän päällystyskohdasta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vetokohdan sijaintia säädetään valmistuslinjan tuotantonopeuden mukaan.

3. Sovitelma monielementtisen optisen kaapelin perusosan valmista-15 miseksi, joka sovitelma käsittää päällystystyökalun (6) väljän putkimaisen vaipan muodostamiseksi kuidun (3) tai useista optisista kuiduista (3) muodostetun kui-tunipun ympärille, välineet kuitujen halutun pituusylimäärän aikaansaamiseksi vaippaan nähden ja päällystystyökalun (6) jälkeen sovitetun vetolaitteen (8) vaipan ja kuitujen muodostaman kokonaisuuden vetämiseksi eteenpäin valmistus-20 linjan seuraavaan vaiheeseen, tunnettu siitä, että päällystystyökalulle (6) menevien kuitujen (3) tensio (ta) on sovitettu pidettäväksi jatkuvasti hallitulla tasolla, että kuitujen ja vaipan liikesuunta on sovitettu pysymään suorana ennen vetolaitetta (8) ja vetolaitteen kohdalla ja että vetolaite (8) on sovitettu valmistus-linjan tuotantonopeudesta riippuvan matkan päähän päällystystyökalusta (6). V 25

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että vetolaite (8) on muodostettu valmistuslinjan tuotantonopeuden mukaan siirrettä-: väksi laitteeksi.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että vetolaite (8) on hihnavetolaite. • · · • « • · * · · · * · · • · · • · · • · · • · 1 * · • · · • · » i, 6 105599