CN1142054A - 用金属管制造光缆的方法 - Google Patents

Abstract

一种制造光缆的方法系将一条金属带逐渐形成为一根带缝的管子，在它尚处于裂开状态时将光导体引入，然后将带缝的管子的纵缝焊接起来，接着使焊好的管子的外径缩小，最后金属带、光导体和焊好的管子都通过一个引出盘输送出来。焊好的和外径已缩减的管子至少在引出盘上绕一圈再出去。引出盘施加在焊好的管子上的夹紧力使管子产生1至6‰的弹性变形，在引出盘上管子的弹性变形被消除。

Description

用金属管制造光缆的方法

本发明涉及采用一根金属管并在其内设置至少一根光导体的制造光缆的方法，该方法系使一条从储备卷筒上拉出的金属带逐渐形成为一根带缝的管子，并将从另一个储备卷筒上拉出的光导体引入到尚处于裂开状态的带缝的管子内，然后将带缝的管子上的纵缝焊接起来，并将焊接好的管子的外径缩减，最后金属带、光导体和焊接好的管子都通过一个引出盘输送出来。

欧洲专利EP0299123B1号公开过这种光缆的制造方法。

这种光缆的制造上存在着一个根本性的问题，即如何用经济的方式来使光缆中的光导体得到一个过剩长度。这一过剩长度是必需有的，因为金属和玻璃这两种材料的热膨胀系数有着极大的差异。这个过剩长度不能过小，这样当金属细管受热时光导体内才不会产生机械应力。另一方面，光导体的这一过剩长度也不能过大，这是因为在低温时光导体有可能出现不允许有的收缩***现象，从而导致衰减作用的提高。光导体因而必须有一个备用长度，采用该长度考虑到上述两方面，从而在任何情况下都不会产生不允许有的应力状态。

按照专利E0299123B1的方法，这一过剩长度是这样制造出来的，即用一个驱动装置将光导体从比带缝的管子大的速度引入到尚处于裂开状态的带缝的管子内。或者用一根装入管将光导体一直引入到引出盘的区域内，并在那里用一种气流吹在金属管的外表面上。

按照专利EP0456836A1中说明的方法，金属带是在预紧力下拉出的，因而产生弹性变形。

这两种方法都不能使光导体在金属管内获得准确可调的过剩长度。

因此本发明的基本任务在于改进上面提到的方法，使得用所描述的技术制造光缆时能以很高的精确度来调节其过剩长度。

这个任务是这样完成的：使得焊接好的和直径已缩减的管子至少绕引出盘一圈再出去，引出盘施加在焊接好的管子上的夹紧力使管子产生1‰至6‰的弹性变形，而管子的这一弹性变形又是在引出盘上被消除。

借助本发明可用一个特别简单的方法来使金属管内的光导体得到一个能被精确调节的过剩长度。产生弹性变形所需的力可从金属管的材料性能和几何尺寸中计算出来或凭经验确定。

由于金属管至少在引出盘上绕一圈再出去，因而在金属管内光导体就有一个固定点，而且这个固定点是在金属管绕到引出盘上的进入点的后面。金属管在引出盘上的固定点就在金属管绕到引出盘上的进入点上。在这个固定点的后面，金属管的弹性变形逐渐被消除，从而得出过剩长度。

对本发明来说重要的是，在金属管的一圈或多圈和引出盘的外表面之间会出现一个足够大的摩擦力。这一点可简单地通过下述方式实现，即在引出盘后面的金属管上以一个力作用着，该力使金属管的一圈或多圈得以安放在引出盘的外周面上。一般地说，成品光缆的卷绕滚筒所产生的、并通过调节设备调节的拉力已足够满足上述要求了。

金属管直径的缩减可用一拉拔模来恰当地完成。对于具有上面说明的几何尺寸的管子，这是最合适的办法。拉拔模最终决定成品光缆的尺寸。焊接好的管子的直径可以在确定的范围内自由选择。作为示例，那就是说，在一个确定的范围内，如为用于六根或直到二十根光导体都制造一种具有相同直径的金属管，该金属管在制成成品管时只须更换拉拔模便可将直径缩减到所要求的尺寸。

按照本发明的一个特别有效的实施方式，管子在其直径缩减地点的前后分别有一台向作业方向输送的夹紧卡爪牵引机夹持着。这种夹紧卡爪牵引机是专利DBP1164355的主题。

两台夹紧卡爪牵引机牢固地夹住焊接好的金属管。因此焊接好的管子便在设在作业方向上的第二夹紧卡爪牵引机和引出盘之间进行弹性变形。

本发明用特别简单的方式通过一个力来调节所说的弹性变形量，该力能使焊接好的管子在其直径缩减点或设在作业方向上的第二夹紧卡爪牵引机和引出盘之间的一段偏离作业方向。最简单的实施例是将一重物挂在管子上。

焊接好的管子至少应有三圈绕在引出盘的周缘面上。这样就可使引出盘后面的管子上的夹紧力减少到这样的程度，使在引出盘后面的金属管上不再出现值得注意的弹性变形。

对于纵缝的焊接，几乎所有的钎焊和焊接方法都可采用。但以激光焊接法最为有效，因为采用这种方法可以焊接很大的长度。

但采用激光焊接法时，必须使焊缝尽可能准确地对准激光束。由于这一原因，有利的做法是使管子由第一夹紧卡爪牵引机不转动地导引到焊接点的下面。

按照本发明的另一种办法，当缩减管径的力是由第二夹紧卡爪牵引机施加时，在该夹紧卡爪牵引机和引出盘之间的管子会延伸。其时该夹紧卡爪牵引机就构成一个准确的固定点。第二夹紧卡爪牵引机相对于第一夹紧卡爪牵引机的速度的调节，可根据管子在第一夹紧卡爪牵引机和第二夹紧卡爪牵引机之间的下垂度来进行。

本发明同时还涉及制造光缆的设备，如同在本发明权利要求11的前言中所说明的以及在欧洲专利EP0299123B1中所公开的。按照本发明的设备与该欧洲专利中的设备的不同之处在于，在焊接设备与管径缩减设备之间有一第一夹紧卡爪牵引机以及在管径缩减设备与引出盘之间有一第二夹紧卡爪牵引机，这两台牵引机都夹紧在焊接好的管子上。

按照本发明的设备需有使金属带从储备卷筒上拉出的力、在金属带变形时出现的力以及其他摩擦力，这些力都是由第一夹紧卡爪牵引机施加的，而在管径缩减时出现的变形力则是由第二夹紧卡爪牵引机施加的。因而引出盘只施加金属管弹性变形所需的力，这个力是比较小的。管子横截面呈椭圆形变形被可靠地排除了。

本发明将根据图1和2概略画出的实施例详细地加以说明。

图1为按照本发明的原理制造的光缆的一部分的透视图。光缆1由光导体2和包围光导体2的金属管3组成，金属管3具有一条纵缝。在光导体2和金属管3之间的空间可用一种所谓的矿脂充满，以便阻止纵向的水流。光导体2的数目一般在六到二十之间，但也可多到四十。光导体2具有比金属管3更长的长度，所以可在金属管3内做波状、螺旋状或正弦波状的伸展。过剩长度通常约在3‰以内。金属管的壁厚S例如为0.2mm，其中管子外径为3.5mm。这是作为芯线安装的一条光缆的典型数据。金属管3用的材料最好是特种钢。

图2是按照本发明的设备的侧视图。

一条金属带5连续不断地从一个储备卷筒4上拉出并导向一台成形设备6，在该设备中金属带5被成形为一根具有纵缝的管子。作为这台成形设备6的一部分有一个未详细画出的修边设备，在该设备内金属带5被准确地修剪到所需的宽度。成形设备6又由多个未详细画出的成形辊组构成。已成形的管子的纵缝由一台激光焊接设备加以焊封。由一台第一夹紧卡爪牵引机8负责将带缝的管子准确地导引到焊接设备7之下，该牵引机8由多对将管子夹住的夹紧卡爪构成，卡爪对由一条环形链驱动。在第一夹紧卡爪牵引机8的后面设有一台例如为拉拔模的管径缩减设备9，在该设备内管子的直径被减小。在管径缩减设备9的后面还设有一台第二夹紧卡爪牵引机10，该牵引机将拉出的管子咬住并使它通过拉拔模拉出。第二夹紧卡爪牵引机10的拉出速度对应于第一夹紧卡爪牵引机8的拉出速度之比应根据管子在拉拔模和第一夹紧卡爪牵引机8之间的下垂度来调整。在第二夹紧卡爪牵引机10的后面设置一个动力驱动的引出盘11，管子就在该引出盘的周缘面上绕上几圈。引出盘11用一个与第二夹紧卡爪牵引机10的拉出速度相同的拉出速度驱动。在引出盘11的后面设有一个卷绕筒12，该卷绕筒12以一轻微的拉力卷绕管子13。

标号14表示多根光导体2用的发放设备，在该设备上装有多个卷绕着光导体2的卷筒15。

光导体2从卷筒15上拉出并在焊接设备之前进入到尚处于裂开状态的管子内。作为敏感的光导体2的保护管有一根未画出的、位置固定的金属细管伸入带缝的管子内，光导体2就从其内穿过导出。金属细管在刚通过焊接设备的地方将光导体2释放出来。在该金属细管外还有另一根金属细管同心地包围着。通过由两根同心的金属细管形成的环状间隙在加压下将矿脂注入管子内。为了将光导体2连同其过段长度的一段安放在金属管3内，第二夹紧卡爪牵引机10的夹紧卡爪对牢固地夹紧金属管3并随由于管径缩减而产生的变形力，金属管3将连续不断地在第二夹紧卡爪牵引机10和引出盘11之间进行弹性变形即延伸。从而金属管3和光导体2可用同样的长度卷绕到引出盘11上。在引出盘11上弹性变形的状态“松驰”，金属管3就缩回到其正常状态。

弹性变形是由一个在第二夹紧卡爪牵引机10和引出盘11之间使金属管3偏移的力F引起的。这一点可以通过一个重物16来做到，该重物例如可以通过一个滚轮悬挂在金属管3上。力F即重物16可以确定偏移量，因而可以确定延伸量。

按照预先给出的金属管3的几何尺寸和材料选择，可以通过选用重物16而得到光导体2在管3内的准确的过剩长度。

Claims (11)

1.采用一根金属管并在其内设置至少一根光导体的光缆的制造方法，该方法系使一条从储备卷筒上拉出的金属带逐渐变形成为一根带缝的管子，并将从另一个储备卷筒上拉出的光导体引入到尚处于裂开状态的带缝的管子内，然后将带缝的管子上的纵缝焊接起来，并将焊接好的管子的外径缩减，最后金属带、光导体和焊接好的管子都通过一个引出盘输送出来，其特征为：

焊接好的和直径已缩减的管子至少绕引出盘一圈再出去，并且引出盘施加在焊接好的管子上的夹紧力使管子产生1至6‰的弹性变形，在引出盘上管子的弹性变形被消除。

2.按照权利要求1的方法，其特征为：焊接好的管子用一个拉拔模来缩减其外径。

3.按照权利要求1或2的方法，其特征为：管子在其直径缩减地点的前后分别由一台依作业方向输送的夹紧卡爪牵引机夹持着。

4.按照权利要求3的方法，其特征为：焊接好的管子在设在作业方向上的第二夹紧卡爪牵引机和引出盘之间进行弹性变形。

5.按照权利要求1至4中任一项的方法，其特征为：在引出盘的后面有一个力夹紧在管子上，该力使管子的绕圈与引出盘的周缘面保持接触。

6.按照权利要求1至5中任一项的方法，其特征为：弹性变形量可通过一个力来调节，该力能使焊接好的管子在其直径缩减点或设在作业方向上的第二夹紧卡爪牵引机和引出盘之间的一段偏离作业方向。

7.按照权利要求1至6中任一项的方法，其特征为：焊接好的管子至少有三圈绕在引出盘的周缘面上。

8.按照权利要求3至7中任一项的方法，其特征为：管子的纵缝用一台激光器焊接。

9.按照权利要求3至8中任一项的方法，其特征为：管子由第一夹紧卡爪牵引机不旋转地导引到焊接点的下面。

10.按照权利要求1至9中任一项的方法，其特征为：焊接好的管子缩减外径所需的力是由第二夹紧卡爪牵引机施加的。

11.采用一根金属管并在其内设置至少一根光导体的光缆的制造设备，该设备包括一台将金属带连续制成带缝的管子的成形设备、一台焊接设备、一台位于焊接设备后面的管径缩减设备以及一个引出盘，其特征在于：

在焊接设备(7)与管径缩减设备(9)之间有一第一夹紧卡爪牵引机(8)以及在管径缩减设备(9)与引出盘(11)之间有一第二夹紧卡爪牵引机(10)，这两台牵引机都夹紧在焊接好的管子(3)上。