ITMI941417A1

ITMI941417A1 - WRAPPING MACHINE OF A FIBER OPTIC TAPE ON REELS

Info

Publication number: ITMI941417A1
Application number: IT001417A
Authority: IT
Inventors: Antonio Ferrentino
Original assignee: Proteos Ingegneria S R L
Priority date: 1994-07-07
Filing date: 1994-07-07
Publication date: 1996-01-07
Also published as: IT1270599B; FI953309A7; FI953309A0; EP0691299A1; ITMI941417A0

Description

Descrizione di un brevetto d'invenzione a nome Description of an invention patent in the name

La presente invenzione riguarda una macchina per avvolgere su bobine un nastro contenente almeno due fibre ottiche disposte parallele e allineate (il cosiddetto "ribbon"). The present invention relates to a machine for winding onto reels a ribbon containing at least two optical fibers arranged parallel and aligned (the so-called "ribbon").

Attualmente non è possibile formare il suddetto nastro, applicando la relativa guaina alle fibre ottiche, e avvolgerlo direttamente su bobine senza che si debba interrompere l'avvolgimento del nastro quando si passa da una bobina ormai piena ad una nuova bobina ancora vuota. At present it is not possible to form the aforementioned tape, applying the relative sheath to the optical fibers, and wind it directly onto reels without interrupting the winding of the tape when passing from a reel that is now full to a new reel that is still empty.

Ciò è invece possibile nel caso si debba avvolgere su bobine un cavo, che presenta una sezione trasversale sostanzialmente circolare. Esistono infatti macchine che effettuano l'operazione di aggancio e taglio del cavo spostando quest'ultimo all'esterno delle flange delle bobine, per riportarlo tra le flange dopo il taglio. On the other hand, this is possible if a cable, which has a substantially circular cross-section, has to be wound onto reels. In fact, there are machines that carry out the operation of hooking and cutting the cable by moving the latter outside the flanges of the reels, to bring it back between the flanges after cutting.

Si è provato ad utilizzare queste ultime macchine per avvolgere il suddetto nastro di fibre ottiche. Si è però potuto verificare che tale macchina non garantisce l'assenza di torsioni durante l'operazione di trasferimento del nastro continuo da una bobina all'altra. Ciò non costituisce un inconveniente nel caso dei cavi, .che hanno una sezione trasversale circolare, mentre non è invece accettabile nel caso dei nastri di fibre ottiche in cui una torsione del nastro provoca vari inconvenienti evidenti per gli esperti di questo ramo della tecnica, innanzitutto la conseguente disordinata disposizione del nastro sulla bobina. It has been tried to use the latter machines to wind the aforesaid ribbon of optical fibers. However, it has been possible to verify that this machine does not guarantee the absence of twisting during the operation of transferring the continuous tape from one reel to another. This does not constitute a drawback in the case of cables, which have a circular cross section, while it is not acceptable in the case of optical fiber tapes in which a twist of the tape causes various obvious drawbacks for those skilled in this branch of the art, first of all the consequent disordered arrangement of the tape on the reel.

La presente invenzione si propone di risolvere questo problema, realizzando una macchina per l'avvolgimento automatico e senza interruzioni di un nastro di fibre ottiche su bobine che garantisca la completa assenza di torsioni nel nastro. The present invention aims to solve this problem by realizing a machine for the automatic and uninterrupted winding of a ribbon of optical fibers on reels which guarantees the complete absence of twisting in the ribbon.

Tale scopo viene raggiunto grazie alla macchina secondo la presente invenzione, comprendente un elemento di supporto per sostenere in modo girevole due bobine aventi in comune il proprio piano mediano, le due bobine potendo essere fatte ruotare nello stesso senso, il suddetto elemento di supporto essendo girevole attorno ad un asse intermedio agli assi di rotazione delle due bobine e complanare con tali assi, così da poter sostituire per semplice rotazione dell'elemento di supporto una bobina ormai piena di nastro con l'altra bobina vuota, il nastro venendo così a contatto, lungo un arco di cerchio di ampiezza prestabilita, con il nucleo della bobina vuota., e dei mezzi di presa del nastro, di taglio dello stesso e di trattenuta sulla bobina ancora vuota del capo iniziale del nastro, tali mezzi agendo sul suddetto tratto di nastro a contatto del nucleo della bobina vuota. This object is achieved thanks to the machine according to the present invention, comprising a support element for rotatingly supporting two reels having their median plane in common, the two reels being able to be rotated in the same direction, the aforesaid support element being rotatable around an intermediate axis to the rotation axes of the two reels and coplanar with these axes, so as to be able to replace, by simple rotation of the support element, a reel now full of tape with the other empty reel, the tape thus coming into contact, along an arc of a circle of predetermined width, with the core of the reel empty., and means for gripping the tape, cutting it and retaining the reel still empty of the initial end of the tape, these means acting on the aforementioned stretch of tape in contact with the core of the empty coil.

L'invenzione risulterà più chiaramente comprensibile dalla seguente descrizione di una sua forma di realizzazione, data puramente a titolo d'esempio. In tale descrizione si farà riferimento ai disegni allegati, in cui: The invention will be more clearly understandable from the following description of an embodiment thereof, given purely by way of example. In this description reference will be made to the attached drawings, in which:

la fig. 1 è una sezione trasversale molto ingrandita di un nastro di fibre ottiche del tipo da avvolgere su bobine; fig. 1 is a greatly enlarged cross section of a ribbon of optical fibers of the type to be wound on reels;

la fig. 2 è una vista frontale, schematica, di un impianto per la produzione di nastro di fibre ottiche e per il suo avvolgimento su bobine, 1'impianto comprendendo anche la macchina di avvolgimento secondo l'invenzione; fig. 2 is a schematic front view of a plant for the production of optical fiber tape and for winding it onto reels, the plant also including the winding machine according to the invention;

la fig. 3 è una vista frontale ingrandita della sola macchina di avvolgimento secondo l'invenzione, in cui si vede l'elemento di supporto delle bobine disposto nella sua posizione angolare in cui su una delle due bobine sta avvolgendosi il nastro; fig. 3 is an enlarged front view of the winding machine according to the invention alone, in which the support element of the reels is seen arranged in its angular position in which the tape is winding on one of the two reels;

la fig. 4 è una vista solamente dell'elemento di supporto delle bobine, con relative bobine, disposto in una posizione angolare intermedia che assume durante lo spostamento dalla sua posizione angolare di fig. 3 a quella di fig. 5; fig. 4 is a view only of the support element of the coils, with relative coils, arranged in an intermediate angular position which it assumes during the displacement from its angular position of fig. 3 to that of fig. 5;

la fig. 5 è una vista analoga a quella della fig. 4 in cui la posizione angolare dell'elemento di supporto è quella in cui ha inizio, senza che vi sia interruzione dell'avvolgimento, l'avvolgimento del nastro sulla nuova bobina; fig. 5 is a view similar to that of fig. 4 in which the angular position of the support element is that in which the winding of the tape on the new reel begins, without any interruption of the winding;

la fig. 6 è una sezione assiale della bobina vuota, già montata sull'elemento di supporto, sezione eseguita in corrispondenza del dispositivo di trattenuta e taglio del nastro; fig. 6 is an axial section of the empty reel, already mounted on the support element, section made in correspondence with the device for holding and cutting the tape;

la fig. 7 una sezione parziale ingrandita eseguita lungo la traccia 7-7 di fig. 6 in cui sono rappresentate, nelle relative posizioni angolari le tre fasi secondo le quali avviene la presa del nastro, il suo taglio e la trattenuta del capo del nastro sulla bobina ancora vuota; fig. 7 an enlarged partial section taken along the line 7-7 of fig. 6 in which the three phases according to which the gripping of the tape take place, its cutting and the holding of the end of the tape on the still empty reel are shown;

la fig. 8 è una vista ingrandita del suddetto dispositivo di presa, taglio e trattenuta del nastro, l'involucro in cui è contenuto essendo squarciato per permettere di vederne l'interno, il dispositivo trovandosi nella sua posizione di riposo; fig. 8 is an enlarged view of the aforementioned device for gripping, cutting and holding the tape, the casing in which it is contained being torn to allow the inside to be seen, the device being in its rest position;

la fig. 9 è una vista analoga a quella di fig. fig. 9 is a view similar to that of fig.

8, il dispositivo essendo però nella sua posizione appena precedente a quella di presa del nastro; la fig. 10 è una vista analoga a quella delle figg.8 e 9, ma con il dispositivo nella posizione di presa del nastro; 8, the device being, however, in its position just preceding that of gripping the tape; fig. 10 is a view similar to that of Figures 8 and 9, but with the device in the position for gripping the tape;

la fig. 11 ne è una vista in cui il dispositivo è rappresentato all'atto del taglio del nastro. fig. 11 is a view thereof in which the device is represented at the act of cutting the tape.

Come si vede dalla fig. 1, in nastro di fibre ottiche 10, la cui sezione trasversale è rappresentata notevolmente ingrandita rispetto alla realtà, è costituito da quattro fibre ottiche vere e proprie 12,14,16 e 18, ricoperte ciascuna da un rivestimento - indicato rispettivamente con 13,15,17 e 19 - di materiale trasparente avente un indice di rifrazione minore. Le quattro fibre ottiche così rivestite e disposte adiacenti e allineate, sono inglobate in una guaina comune 20 di materia plastica, ottenendosi cosi il nastro 10. As can be seen from fig. 1, in ribbon of optical fibers 10, whose cross section is represented considerably enlarged compared to reality, consists of four real optical fibers 12,14,16 and 18, each covered by a coating - indicated respectively with 13,15 , 17 and 19 - of transparent material having a lower refractive index. The four optical fibers thus coated and arranged adjacent and aligned, are incorporated in a common sheath 20 of plastic material, thus obtaining the tape 10.

In fig. 2 è rappresentato molto schematicamente un impianto 21 per la produzione di un nastro di fibre ottiche avvolto su bobine, l'impianto essendo formato da varie macchine tra le quali un'unità avvolgitrice 22. In quest 'ultima, rappresentata ingrandita e a sé stante in fig. 3, entra il nastro 10 che passa successivamente su un primo rinvio .23, un volano 24, un polmone 25 e un secondo rinvio 26, per avvolgersi infine su una prima bobina 27 che in figura è mostrata quasi piena. La bobina è portata girevolmente da un dispositivo di supporto 28 a forma di disco disposto verticalmente, quest'ultimo essendo a sua volta girevole in senso orario (freccia A di fig. 4) attorno al suo asse orizzontale centrale di cui nella figura è visibile la traccia. Sullo stesso dispositivo di supporto è portata girevole una seconda bobina 29 vuota. Ciascuna delle due bobine 27 e 29 è girevole su un asse 32 sul quale è pure girevole un disco menabrida 33 azionato a rotazione. La bobina viene, in modo convenzionale, mantenuta premuta contro il disco menabrida 33 per cui, quando quest'ultimo viene fatto ruotare, la bobina ruota a sua volta per trascinamento. Su un fianco di ciascuna bobina è previsto un foro circolare 34 nel quale si inserisce, all'atto del montaggio della bobina sull'albero 32, una sporgenza cava 35, nel complesso cilindrica, che trapassa anche il disco menabrida 33 e fa parte di un dispositivo di presa, taglio e trattenuta del nastro 10, dispositivo che indicheremo nel suo complesso con 36 e che è fissato al disco menabrida. Tale dispositivo.36 verrà descritto in dettaglio più avanti. In fig. 2 shows a very schematic representation of a plant 21 for the production of an optical fiber ribbon wound on reels, the plant being made up of various machines including a winding unit 22. In the latter, shown enlarged and in its own right in Fig. . 3, the tape 10 enters and passes successively on a first transmission 23, a flywheel 24, a buffer 25 and a second transmission 26, to finally wind itself on a first reel 27 which in the figure is shown almost full. The reel is rotatably carried by a vertically arranged disk-shaped support device 28, the latter being in turn rotatable clockwise (arrow A in fig. 4) around its central horizontal axis of which in the figure the trace. A second empty reel 29 is rotatably carried on the same support device. Each of the two coils 27 and 29 is rotatable on an axis 32 on which a rotationally driven disc 33 is also rotatable. The reel is, in a conventional manner, kept pressed against the menabrid disc 33 so that, when the latter is made to rotate, the reel rotates in turn by dragging. On one side of each reel there is a circular hole 34 into which, when the reel is mounted on the shaft 32, a hollow protrusion 35, generally cylindrical, is inserted, which also passes through the menabrid disc 33 and is part of a device for gripping, cutting and holding the tape 10, a device which we will indicate as a whole with 36 and which is fixed to the menabrid disc. This device. 36 will be described in detail later on.

Per quanto detto, il dispositivo di supporto 28 può essere fatto ruotare di 180° in senso orario per essere portato dalla situazione di fig. 3 a quella di fig. 5, passando per la situazione intermedia rappresentata in fig. 4. Il risultato è uno scambio di posizione tra la bobina piena 27 e quella ancora vuota 29. Come si vede in fig. 5, il nastro 10 viene in contatto con il nucleo 31 della bobina vuota 29 lungo un arco di cerchio sotteso dall'angolo B. Nel frattempo la bobina 27 continua a ricevere nastro 10. In view of what has been said, the support device 28 can be made to rotate by 180 ° in a clockwise direction to be carried by the situation of fig. 3 to that of fig. 5, passing through the intermediate situation shown in fig. 4. The result is an exchange of position between the full coil 27 and the still empty coil 29. As can be seen in fig. 5, the tape 10 comes into contact with the core 31 of the empty reel 29 along an arc of a circle subtended by the corner B. In the meantime, the reel 27 continues to receive tape 10.

Il dispositivo 36 di presa, taglio e trattenuta del nastro 10, mostrato nel suo complesso in fig. 6 è rappresentato ingrandito e a sé stante in fig. 8, nella quale il corpo 37 del dispositivo 36 è squarciato per permettere di vederne l'interno. The device 36 for gripping, cutting and holding the tape 10, shown as a whole in fig. 6 is shown enlarged and in its own right in fig. 8, in which the body 37 of the device 36 is slit to allow the inside to be seen.

Per proseguire nella descrizione del dispositivo 36 converrà riferirsi alla fig. 7 in cui è stato ingrandito il particolare C di fig. 5. E' infatti nel tratto di nastro 10 sotteso dall'angolo B (in cui il nastro viene in contatto con il nucleo 31 della bobina 29 ancora vuota) che viene effettuata l'operazione di presa del nastro, di taglio dello stesso e di trattenuta del capo iniziale del nastro sulla bobina stessa. In fig. 7 sono state rappresentate le tre posizioni angolari più significative del dispositivo 36 al ruotare della bobina dell'angolo B. In tutta la fase precedente ad una prima posizione angolare individuata dall'angolo C (a partire dal raggio R passante per il punto T in cui il nastro tocca il nucleo 31 della bobina 29) corrisponde una situazione del dispositivo 36 di taglio e trattenuta rappresentata nella fig. 8. Come si vede in tale figura, nel corpo 37 è contenuta una specie di pinza 38 formata da due becchi 39,40 incernierati su un comune perno 41 portato da una slitta 42. Quest'ultima è supportata da due bielle 43,44, indicate schematicamente nella figura, per formare un parallelogramma. Pertanto la slitta 42 può spostarsi rispetto all'asse 32 della bobina, mantenendosi però sempre parallela a quest'ultimo. Una molla 45 mantiene la slitta 42 nella posizione di riposo rappresentata nella fig. 8. Un albero di comando 46 può essere fatto ruotare mediante apposito dispositivo attuatore non mostrato (formato per esempio da un leverismo azionato da un elettromagnete o pneumaticamente) per far ruotare di un angolo prestabilito, mediante un leverismo formato dalle bielle 47 e 48, il braccio 50 solidale al becco 39. Una molla 49 agente sul becco 39 mantiene aperta la pinza 38. Il becco 40 e solidale ad un braccio 51 che viene trattenuto in posizione contro un arresto 52, grazie all'azione di una molla 53. Confrontando le figg. 6 e 8 si comprende come nella situazione illustrata in quest'ultima figura la pinza 38 non sporga oltre il lato interno 54 della flangia 55 della bobina 29. To continue in the description of the device 36 it will be convenient to refer to fig. 7 in which detail C of fig. 5. It is in fact in the stretch of tape 10 subtended by the corner B (in which the tape comes into contact with the core 31 of the still empty reel 29) that the operation of gripping the tape, cutting it and of holding of the initial end of the tape on the reel itself. In fig. 7 shows the three most significant angular positions of the device 36 when the coil rotates by the angle B. In the whole previous phase to a first angular position identified by the angle C (starting from the radius R passing through the point T in which the tape touches the core 31 of the reel 29) corresponds to a situation of the cutting and holding device 36 shown in fig. 8. As can be seen in this figure, the body 37 contains a kind of pincer 38 formed by two jaws 39,40 hinged on a common pin 41 carried by a slide 42. The latter is supported by two connecting rods 43,44, shown schematically in the figure, to form a parallelogram. Therefore the slide 42 can move with respect to the axis 32 of the reel, while always remaining parallel to the latter. A spring 45 keeps the slide 42 in the rest position shown in fig. 8. A drive shaft 46 can be made to rotate by means of a special actuator device not shown (formed for example by a lever mechanism operated by an electromagnet or pneumatically) to make the arm 50 integral with beak 39. A spring 49 acting on the beak 39 keeps the pincer 38 open. The beak 40 is integral with an arm 51 which is held in position against a stop 52, thanks to the action of a spring 53. figs. 6 and 8 it can be understood how in the situation illustrated in the latter figure the gripper 38 does not protrude beyond the internal side 54 of the flange 55 of the coil 29.

In fig. 9 è visibile la situazione del dispositivo 36 di taglio e trattenuta (per semplicità rappresentato solo parzialmente) corrispondente alla posizione angolare C di fig. 7. La situazione rappresentata è stata ottenuta facendo ruotare di un angolo prestabilito, in senso antiorario, l'albero 46. La molla 49 impedisce lo spostamento del nodo 54, per cui la slitta 42 avanza verso sinistra fino a toccare la relativa faccia del disco menabrida 33, allungando così la molla 45. Di conseguenza la pinza 38 avanza anch'essa verso sinistra, per cui il nastro 10 viene a trovarsi tra i becchi 39 e 40. Come in fig. In fig. 9 shows the situation of the cutting and holding device 36 (represented only partially for simplicity) corresponding to the angular position C of fig. 7. The situation shown has been obtained by making the shaft 46 rotate by a predetermined angle, counterclockwise. The spring 49 prevents the movement of the knot 54, so that the slide 42 advances to the left until it touches the relative face of the disc menabrida 33, thus lengthening the spring 45. Consequently, the gripper 38 also advances to the left, so that the band 10 is located between the jaws 39 and 40. As in fig.

8, il nastro 10 è adagiato piatto sui labbri 12 (si veda anche la fig. 7) della sporgenza cava 35. 8, the belt 10 lies flat on the lips 12 (see also Fig. 7) of the hollow projection 35.

La fig. 10 corrisponde alla situazione del dispositivo 36 di taglio e trattenuta relativa alla posizione angolare individuata in fig. 7 dall'angolo D. A seguito di una seconda rotazione antioraria dell'albero 46 di un angolo prestabilito viene vinta la forza della molla 49, per cui il becco 39 si abbassa premendo il nastro 10 contro il becco 40 che è rimasto fermo a causa della reazione della molla. La forza di presa del nastro è proporzionale al carico di reazione della molla 53. Fig. 10 corresponds to the situation of the cutting and holding device 36 relative to the angular position identified in fig. 7 from angle D. Following a second counterclockwise rotation of the shaft 46 by a predetermined angle, the force of the spring 49 is overcome, whereby the lip 39 is lowered by pressing the tape 10 against the lip 40 which has remained stationary due to of the spring reaction. The gripping force of the belt is proportional to the reaction load of the spring 53.

Alla posizione angolare individuata dall'angolo E in fig. 7 corrisponde la situazione rappresentata in fig. 11, ottenuta mediante un'ulteriore rotazione dell'albero 46 che permette di vincere anche la forza della molla 53. In tal modo il nastro 10, sempre trattenuto tra i due becchi 39 e 40 della pinza 38, viene fatto abbassare su un tagliente 56 di un coltello 57 (non mostrato per semplicità nelle figg. da 6 a 10) fino ad ottenere il taglio completo del nastro 10. Il coltello 57 è solidale con la slitta 42 (anche se ciò non è mostrato in fig. 11) e pertanto si muove con essa. At the angular position identified by the corner E in fig. 7 corresponds to the situation represented in fig. 11, obtained by a further rotation of the shaft 46 which also allows the force of the spring 53 to be overcome. In this way, the tape 10, still held between the two jaws 39 and 40 of the gripper 38, is lowered onto a cutting edge 56 of a knife 57 (not shown for simplicity in figs. 6 to 10) until the complete cut of the band 10 is obtained. The knife 57 is integral with the slide 42 (even if this is not shown in fig. 11) and therefore moves with it.

Da notare che anche nelle temporalmente successive posizioni angolari il nastro 10 rimane trattenuto dalla pinza 38, avvolgendosi così sul nucleo della nuova bobina 29. Il capo 58 (fig. 7) del nastro .10, ormai libero, viene avvolto sulla bobina piena 27, quest'ultima potendo poi essere asportata e sostituita con una bobina vuota. It should be noted that also in the temporally successive angular positions the tape 10 remains held by the gripper 38, thus winding itself on the core of the new reel 29. The end 58 (fig. 7) of the tape 10, now free, is wound on the full reel 27, the latter can then be removed and replaced with an empty reel.

Come risulta evidente da quanto detto, il taglio del nastro 10 avviene in assenza di qualsiasi torsione del nastro stesso. As is evident from what has been said, the cutting of the tape 10 takes place in the absence of any twisting of the tape itself.

E' da notare che grazie alla macchina secondo l'invenzione durante e dopo il taglio il nastro viene sempre trattenuto, come pure rimane trattenuto sulla bobina vuota 29 il capo iniziale del nastro, che potrà così avvolgersi su quest 'ultima. It should be noted that thanks to the machine according to the invention, the tape is always held during and after cutting, as well as the initial end of the tape remains held on the empty reel 29, which can thus be wound onto the latter.

Claims

CLAIMS 1. Machine for winding on reels a tape containing at least two optical fibers arranged parallel and aligned, comprising a support element for supporting rotatably two reels having in common their median plane, the two reels being able to be rotated in the same direction , the aforementioned support element being rotatable around an axis intermediate to the rotation axes of the two reels and coplanar with these axes, so as to be able to replace, by simple rotation of the support element, a reel now full of tape with the other empty reel , the tape thus coming into contact, along an arc of a circle of predetermined width, with the core of the empty reel, and means for gripping the tape, cutting it and retaining the initial end of the tape on the reel still empty, such means acting on the aforementioned length of tape in contact with the core of the empty reel.

2. Machine according to claim 1, in which the gripping, cutting and holding means act through a hole provided in one of the two flanges of the reel.

3. Machine according to claim 2, in which the gripping, cutting and holding means are respectively constituted by a gripper which can be inserted through the hole provided in the flange of the reel in order to grasp the web, the gripper being movable against a cutting edge to cut the tape freeing the end of the tape already wound on the full reel and holding the initial end of the tape to be wound on the still empty reel