DE3885571T2

DE3885571T2 - Vorrichtung für die Einbringung von optischen Fasern in die schraubenlinienförmigen Nuten eines Tragelements.

Info

Publication number: DE3885571T2
Application number: DE88118821T
Authority: DE
Inventors: Masanoir C O Yokohama Fujikawa; Satoshi C O Yokohama Wor Ogawa; Masakazu C O Yokohama Watanabe
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1987-11-20
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1994-02-24
Anticipated expiration: 2008-11-12
Also published as: EP0316798A2; JPH0672971B2; EP0316798A3; US4833871A; EP0316798B1; DE3885571D1; JPH01134407A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Einbringen optischer Fasern in die schraubenlinienförmigen Nuten, die in einem Abstandselement vorhanden sind, beim Herstellen eines optischen Faserkabels vom Typ mit einem Abstandsstück. Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bzw. 5 umfaßt, ist aus FR-A-2508694 bekannt.

Beschreibung des betreffenden Standes der Technik

Fig. 4 zeigt ein Beispiel eines optischen Faserkabels vom Typ mit einem Abstandsstück. Bei diesem Typ von Kabel 1 sind vier schraubenlinienförmige Nuten 4a, 4b, 4c und 4d in der Umfangsoberfläche eines Abstandsstückes 3 gebildet, das in seiner Mitte ein zugspannungsaufnahmeglied 2 aufweist. Diese schraubenlinienförmigen Nuten 4a, 4b, 4c und 4d erstrecken sich in Längsrichtung des Abstandsstückes 3 mit einer vorbestimmten Ganghöhe. optische Fasern 5a, 5b, 5c und 5d sind in Nuten 4a, 4b, 4c und 4d vorgesehen.
Eine Herstellungsvorrichtung zum Herstellen eines optischen Faserkabels 1 vom Typ mit einem Abstandsstück wird nun unter Bezug, auf die schematische Darstellung in Fig. 5 beschrieben. Das Abstandsstück wird von einer Vorratsspule I und nach rechts mittels einer Zugkleininrolle III abgezogen. Die opitschen Faser 5a, 5b, 5c und 5d werden in die schraubenlinienförmigen Nuten 4a, 4b, 4c und 4d des Abstandsstückes 3 mittels einer optischen Fasersammeleinrichtung II (im einzelnen unten beschrieben) eingebracht. Das Abstandsstück 3 wird dann durch die Zugklemmrolle III auf eine Aufwickelspule IV aufgewickelt. Die Vorratsspule I, die Zugklemmrolle III und die Aufwickelspule 4 drehen sich alle in derselben Richtung mit einer gewissen Geschwindigkeit mittels eines Hauptmotors (nicht gezeigt). Die optischen Faser 5a bis 5d werden schraubenlinienförmig in die Nuten 4a bis 4d des Abstandsstückes 3 durch die Wirkung der Drehung jeweils eingebracht.
Die Sammeleinrichtung II für das optische Faserkabel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Die vorrichtung enthält ortsfeste Verseilköpfe 7 und 8, die mit einem Abstand zwischen ihnen hintereinander angeordnet sind. Diese Verseilköpfe 7 und 8 weisen eine Abstandsstückeinführöffnung 7a bzw. 8a in ihrer Mitte auf. Das Abstandsstück 3 wird in die Abstandsstückeinführöffnung 7a und 8a eingeführt und nach rechts (in der durch einen Pfeil A angegebenen Richtung) bewegt, wenn es gedreht wird. nachfolgend wird die Bewegung als stromaufwärts oder stromabwärts in bezug auf diese Bewegungsrichtung A beschrieben. Vier Nutstifte 10 in der Form von Vorsprüngen sind an der inneren Umfangsfläche des Verseilkopfes vorgesehen. Die Spitzen der Nutstifte 10 sind in den Nuten 4a bis 4d, wodurch die optischen Fasern 5a bis 5d positiv in diesen Nuten angeordnet werden. Ferner hat jeder der verseilköpfe 7 und 8 vier Faserführungslöcher 7b bzw. 8b. Die von entsprechenden Spulen 9a, 9b, 9c und 9d zugeführten optischen Fasern 5a, 5b, 5c und 5d verlaufen durch diese Faserführungslöcher 7b und 8b und werden in den Nuten 4a, 4b, 4c und 4d an einer stelle stromabwärts des Verseilkopfes 7 eingeführt.
Die Ganghöhe der schraubenliniennuten 4a bis 4d, die in dem Abstandsstück 3 vorgesehen sind, ist nicht immer konstant, da Schwankungen im gewissen Maße während des Herstellungs verfahrens eingeschlossen sind. Somit ist es notwendig die Nutganghöhe P zu messen, um irgend eine Abweichung von der voreingestellten Nutganghöhe zu korrigieren. Demgemäß ist eine Schraubenliniennut-Positionserfassungseinrichtung IV herkömmlicher Weise auf der stromaufwärtigen Seite der Sammeleinrichtung II für die optischen Fasern vorgesehen, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.
Die Schraubenliniennut-Positionserfassungseinrichtung VI ist aus einem Winkelerfassungszahnrad 11 und Potentiometer 12 gebildet. Das Winkelerfassungszahnrad 11 ist in einem Gehäuse 13 derart vorgesehen, daß es sich um das Abstandsstück 3 herumdrehen kann, und besitzt einen Nuterfassungsstift 14, der auf der inneren Umfangsoberfläche des Winkelerfassungszahnrades 11 vorgesehen ist. Dieser Nuterfassungsstift 14 wird in die schraubenlinienförmige Nut 4a derart eingebracht, daß das Winkelerfassungszahnrad 11 in Übereinstimmung mit der Positionsabweichung der Nut 4a um die Achse des Abstandsstückes 3 herumgedreht wird. Das Potentiometer l3 gibt ein Stiftpositionssignal mit einer Größe aus, die dem Drehwinkel des Winkelerfassungszahnrades 11 entspricht. Die Abweichung bei dem Drehwinkel wird auf der Grundlage dieses Signals von einer Recheneinheit (CPU) berechnet. Der Capstan-Motor M der Klemmrolle III die in Fig. 5 gezeigt ist, wird gemäß dem Ergebnis dieser Berechnung gesteuert.
Während die Erfassungseinrichtung VI im gewissen Maße Ganghöhenabweichungen ausgleichen kann, besitzt diese herkömmliche Einrichtung eine geringe Steuerungsgenauigkeit. Insbesondere sind, wie es oben angegeben worden ist, die Nutstifte 10, die in dem ortsfesten Verseilkopf 7 der Sammeleinrichtung II für die optischen Fasern vorgesehen sind, in den schraubenlinienförmigen Nuten 4a bis 4d so angeordnet, daß sie gegen diese stoßen. Die Reaktionskraft, die durch dieses Anstoßen erzeugt wird, übt eine Torisionskraft auf das Abstandsstück 3 aus, wodurch das Abstandsstück 3 beschädigt wird. Dies trägt zu der geringen Steuerungsgenauigkeit bei. Da jedoch die Nutpositions-Erfassungseinrichtung VI von der Sammeleinrichtung II beabstandet und stromaufwärts von dieser ist, kann die Erfassungseinrichtung VI nicht die Ungenauigkeit berücksichtigen, die durch die durch die Sammeleinrichtung II erzeugte Torsionskraft hervorgerufen wird, und sie kann nur den Drehwinkel messen, um Ganghöhenabweichungen zu erfassen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf das Vorstehende ist es eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Einbringen einer opitschen Faser zu schaffen, bei dem keine Torsionskraft in dem Abstandsstück zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn die optischen Fasern eingebracht werden.
Um diese Zielsetzung zu erreichen schafft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Einbringen optischer Fasern in ein schraubenlinienförmige Nuten aufweisendes Abstandsstück, die die Merkmale umfaßt, die im Anspruch 1 angegeben sind. Ein Verfahren zum Ausführen dieser Aufgabe ist auch durch ein Verfahren vorgesehen, daß die im Anspruch 5 angegebenen Schritte umfaßt.
Mit der oben beschriebenen Vorrichtung und dem Verfahren bewirkt irgendeine Abweichung, die bei der Abstandsstück- Nutenganghöhe erzeugt wird, daß die Stifte ein Torsionskraft in der Umfangsrichtung von den inneren Oberflächen der Nuten erhalten. Diese Abweichung bei der Nutganghöhe kann dadurch aufgenommen werden, daß die Abstandsstückgeschwindigkeit in der axialen Richtung verändert wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Herstellungsvorrichtung für das optische Faserkabel in Übereinstimmung mit dieser Erfindung;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Erfassungs/Sammelvorrichtung der Erfindung;
Fig. 3(a) sind eine Vorderansicht bzw. eine Schnittansicht und (b) längs der Linie A-A der Erfassungs/Sammelvorrichtung;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des optischen Faserkabels;
Fig. 5 ist eine schematische Ansicht einer herkömmlichen Herstellungsvorrichtung für ein optisches Faserkabel; und
Fig. 6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Sammelvorrichtung für optische Fasern und eine herkömmliche Erfassungseinrichtung.

BESCHREIBUNG DER GEGENWARTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM IM EINZELNEN

Die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung gebildete Vorrichtung wird nun unter Bezugnahme auf die Herstellung eines optischen Faserkabels 1 vom Typ mit einem Abstandsstück der oben beschriebenen Art beschrieben. Da diese Ausführungsform einige Teile verwendet, die bei der Vorrichtung vom herkömmlichen Typ verwendet werden, wird die Beschreibung dieser Bauteile fortgelassen.
Statt der herkömmlicher Weise verwendeten Schraubenliniennut-Positionserfassungsvorrichtung VI verwendet die vorliegende Erfindung, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, eine Torsionskraft-Erfassungsvorrichtung zum Messen der Torsionskraft des Abstandsstückes 3.
Bei dieser Ausführungsform ist diese Torsionskraft-Erfassungsvorrichtung integral mit der Sammelvorrichtung für optische Fasern zum Einführen der optischen Fasern 5a bis 5d in die Schraubenliniennuten 4a bis 4d gebildet, um eine "Erfassung/Sammelvorrichtung" X festzulegen. Wie es in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, enthält die Erfassung/Sammelvorrichtung X einen Verseilkopf 21 ähnlich dem bei der herkömmlichen Sammelvorrichtung II für optische Fasern. Dieser Verseilkopf 21 ist von einem Grundrahmen 23 über ein Lager 22 drehgehaltert. Die auf den Verseilkopf 21 durch das Abstandsstück 3 ausgeübte Torsionskraft wird durch eine Spannungs/Kompressions-Meßeinrichtung oder eine Lastzelle 25 erfaßt. Somit stellt die Erfassung/Sammelvorrichtung X die doppelte Funktion des Sammelns der optischen Fasern und des Erfassens der Torsionskraft bereit.
Die Erfassungs/Sammelvorrichtung X wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren 3(a) und 3(b) beschrieben. Die Nuterfassungsstifte 26a, 26b, 26c und 26d, deren Spitzen in die Nuten 4a, 4b, 4c und 4d des Abstandsstückes 3 einzuführen sind, stehen von der inneren Umfangsoberfläche der Abstandsführungsöffnung 21a in dem Verseilkopf 21 hervor. Mit anderen Worten sind diese Nuterfassungsstifte 26a bis 26d fortlaufend in den Nuten 4a, 4b, 4c und 4d des Abstandsstückes 3 angeordnet, das in die Richtung A bewegt wird, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, während es gedreht wird. Wenn irgendeine positonsabweichung in den Schraubenlinienförmigen Nuten 4a bis 4d erzeugt wird, wird eine Torsionskraft auf die Nuterfassungsstifte angewendet, die bewirkt, daß die Nuterfassungsstifte gedreht werden. Die optischen Fasern 5a bis 5d, die durch die optischen Faserführungsöffnungen 1b hindurchgegangen sind, werden durch einen ortsfesten Haltering 28 gehalten, der an der stromabwärtigen Seite der Erfassung/Sammelvorrichtung X vorgesehen ist, und in die Nuten 4a bis 4d eingebracht.
Ein Torsionskraft-Übertragungsstift 27 in der Form eines Vorsprungs ist an der äußeren Umfangsoberfläche des Verseilkopfes 21 vorgesehen, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Da dieser Torsionskraft-Übertragungsstift 27 mit der Lastzelle 25 gekoppelt ist, wird die auf den Verseilkopf 21 ausgeübte Torsionskraft durch die Lastzelle 25 gemessen. Wenn somit die Nuterfassungsstifte 26a bis 26d des VerseilkopfeS 21, die in der Erfassung/Sammelvorrichtung X vorgesehen sind, eine Torsionskraft von dem Abstandsstück 3 empfangen und der verseilkopf 21 gedreht wird, wird die Bewegung des Verseilkopfes 21 auf die Lastzelle 25 durch den Torsionskraft-Übertragunsstift 27 übertragen und von dieser Lastzelle 25 als ein Drehmoment (kg cm) erfaßt.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wird das von der Lastzelle 25 erfaßte Drehmoment zu der Recheneinheit (CPU) als ein Signal Y übertragen. Die Recheneinheit steuert dann den Zug des Capstan-Motors M, so daß das Drehmoment auf Null verringert wird. somit wird die Lineargeschwindigkeit des Abstandsstükkes 3 gesteuert und die Position der schraubenlinienförmigen Nuten für 4a bis 4d wird am Sammelpunkt der optischen Faser konstant gehalten.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird irgendeine Positionsabweichung der schraubenlinienförmigen Nuten 4a bis 4d in dem sammelabschnitt der optischen Fasern ausgeschlossen, indem das von der Lastzelle 25 erhaltene Signal Y zu Null gemacht wird. Zur Not wird, wenn immer irgendeine Ganghenabweichung der Nuten 4a bis 4d des Abstandsstückes 3 bewirkt, daß die Nuterfassungsstifte 26a bis 26d des Verseilkopfes 21 in der Erfassung/Sammelvorrichtung X eine Torsionskraft erhalten, die Lineargeschwindigkeit des Abstandsstückes so gesteuert, daß die Torsionskraft auf Null verringert wird. Demgemäß kann das Einbringen der optischen Fasern durchgeführt werden, wobei keine Torsionskraft auf das Abstandsstück ausgeübt wird, und die optischen Fasern können stets richtig in das Abstandsstück eingebracht werden, wodurch es möglich gemacht wird, gleichförmige optische Faserkabel zu schaffen.

Claims

1. Eine Vorrichtung zum Einbringen optischer Fasern in Fasernuten (4a-4d), die sich schraubenlinienförmig auf der äußeren Oberfläche eines länglichen Abstandsstückes (3) erstrecken, wobei die Vorrichtung umfaßt:

Einrichtungen, die einen Förderweg für das längliche Abstandsstück (3) festlegen;

eine Einrichtung (I) zum Anbringen eines Vorrats des länglichen Abstandsstückes (3) auf dem genannten Föderweg;

eine Einrichtung (III) zum Ziehen des genannten Abstandsstückes (3) längs des genannten Förderweges von der genannten Vorratseinrichtung und eine Einrichtung zum gleichzeitigen Drehen des genannten Abstandsstückes um seine Achse derart, daß die Fasernuten für das Einbringen der genannten optischen Fasern wirksam ortsfest gemacht werden;

eine Einrichtung (9a-9d) zum Anbringen eines Vorrats an optischen Fasern (5a-5d) längs des genannten Förderweges;

eine Sammelvorrichtung (X) zum Führen der optischen Fasern von dem genannten Vorrat an optischen Fasern und zum Sammeln der genannten optischen Fasern an dem genannten Abstandsstück, so daß die genannten Fasern in die genannten Nuten eingebracht werden, wenn das genannte Abstandsstück längs des genannten Förderweges gezogen wird, während es gleichzeitig gedreht wird;

eine Erfassungseinrichtung (25, 27), die wenigstens ein Stiftelement (26) enthält, das in wenigstens eine der genannten Nuten (4a-4d) zum Erfassen einer verschiebung der Nuten einführbar ist;

eine Steuereinrichtung (M) zum Steuern der genannten Zieheinrichtung (III) und der genannten Dreheinrichtung in Antwort auf ein Signal von der Erfassungseinrichtung (25, 27);

dadurch gekennzeichnet, daß

das stiftelement der Erfassungseinrichtung (25, 27) fest an der genannten Sammeleinrichtung angebracht ist; und daß die Erfassungseinrichtung (25, 27) die Torsionskraft mißt, die auf das genannte wenigstens eine stiftelement angewendet wird, das in wenigstens eine der genannten Nut eingebracht ist; und daß

die Steuereinrichtung (M) die genannte Zieh-Dreheinrichtung (III) in Antwort auf die genannte erfaßte Torsionskraft derart steuert, daß die genannte Torsionskraft auf Null verringert wird.

2. Eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist, in der die genannte integral gebildete Erfassungund Sammeleinrichtung enthält:

ein Gehäuse (23); und

ein Ringelement (21), das innerhalb des genannten Gehäuses befestigt ist, wobei das genannte Ringelement eine Mittelöffnung von der Größe hat, das genannte Abstandsstück durch sie hindurch und eine Mehrzahl der genannten stiftelemente (26) aufzunehmen, die über den inneren Umfang der genannten öffnung festgelegt sind, wobei die genannten Stiftelemente von solcher Größe und so beabstandet sind, daß sie in die Nuten des genannten Abstandsstückes (3) einführbar sind, wobei das genannte Ringelement innerhalb des genannten Gehäuses drehbar ist.

3. Eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 2 beansprucht ist, bei der die genannte Einrichtung zum Messen einer Torsionskraft einen Vorsprung (27), der auf der äußeren Umfangsoberfläche des genannten Ringelements festgelegt ist, und eine Spannungs/Kompressions-Meßeinrichtung (25) enthält, die an dem genannten Gehäuse (23) angebracht und betriebsmäßig mit dem genannten Vorsprung (27) so gekoppelt ist, daß eine auf das Ringelement (21) ausgeübte Torsionskraft von der 5pannungs/Kompressions-Meßeinrichtung (25) gemessen wird, wobei die genannte Spannung/Kompressions-Meßeinrichtung betriebsmäßig mit der genannten Einrichtung zum Ziehen (III) und zum Drehen so gekoppelt ist, daß die genannten Einrichtungen zum Ziehen und Drehen in Antwort auf die gemessene Torsionskraft so gesteuert werden, daß die Torsionskraft auf Null verringert wird.

4. Eine Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 beansprucht ist, in der die Erfassungseinrichtung (25, 27) vier Stiftelemente (26a-26d) einschließt, die in vier entsprechende Nuten (4a-4d) in dem genannten Abstandsstück (3) einführbar sind.

5. Ein Verfahren zum Einbringen optischer Fasern in Fasernuten (4a-4d), die sich schraubenlinienförmig auf der äußeren Oberfläche eines länglichen Abstandsstückes (3) erstrecken, wobei das Verfahren umfaßt:

Bereitstellen eines Förderweges für das längliche Abstandsstück (3);

Befestigen eines Vorrats eines länglichen Abstandsstückes (3) auf den genannten Föderweg;

Ziehen des genannten Abstandsstückes längs des genannten Förderweges von dem genannten Abstandsstückvorrat mittels einer Zieheinrichtung, während gleichzeitig das genannte Abstandsstück um seine Achse so gedreht wird, daß die Fasernuten wirksam zum Einbringen der genannten optischen Fasern ortsfest gemacht werden;

Anbringen eines Vorrats von optischen Fasern längs des genannten Förderweges;

Führen optischer Fasern von dem genannten Vorrat optischen Fasern und Sammeln der genannten optischen Fasern an dem genannten Abstandsstück mittels einer Sammeleinrichtung so, daß die genannten Fasern in die genannten Nuten eingebracht werden, wenn das genannte Abstandsstück längs des genannten Förderweges gezogen wird, während es gleichzeitig gedreht wird;

Bereitstellen einer Erfassungseinrichtung (25, 27), die wenigstens ein Stiftelement (26) enthält, wobei das genannte Stiftelement fest an der genannten Sammeleinrichtung angebracht ist, zum Messen einer Torsionkraft, die auf das genannte wenigstens eine Stiftelement ausgeübt wird, das in wenigstens eine der genannten Nuten eingeführt ist;

Einführen des genannten wenigstens einen Stiftelements (10) in wenigsten eine der genannten Nuten, Messen der auf das Stiftelement ausgeübten Torsionskraft; und

Steuern der Zieh- und Drehgeschwindigkeit in Antwort auf die genannte erfaßte Torsion derart, daß die genannte Torsionskraft auf Null verringert wird.

6. Ein Verfahren, wie in Anspruch 5 beansprucht, bei dem die genannte integral gebildete Erfassung- und Sammeleinrichtung ein Gehäuse und ein Ringelement enthält, das innerhalb des genannten Gehäuses befestigt ist, wobei das genannte Ringelement eine Mittelöffnung von der Größe hat, das genannte Abstandsstück durch sie hindurch und eine Mehrzahl der genannten Stiftelemente aufzunehmen, die über den inneren Umfang der genannten Öffnung festegelegt sind, wobei die genannten Stiftelemente von solcher Größe und so beabstandet sind, daß sie in die Nuten des genannten Abstandsstückes einführbar sind, wobei das genannte Ringelement innerhalb des genannten Gehäuses drehbar ist.

7. Ein Verfahren, wie in Anspruch 6 beansprucht, bei dem die Erfassungseinrichtung einen Vorsprung auf der äußeren Umfangsoberfläche des genannten Ringelements enthält und eine Spannungs/Kompressions-Meßeinrichtung in dem genannten Gehäuse vorgesehen und betriebsmäßig mit dem genannten Vorsprung so gekoppelt wird, daß eine auf das Ringelement ausgeübte Torsionskraft von der Spannungs/Kompressions-Meßeinrichtung gemessen wird, wobei die genannte Spannung/Kompressions-Meßeinrichtung betriebsmäßig mit der genannten Einrichtung zum Ziehen und zum Drehen so gekoppelt ist, daß die Ziehgeschwindigkeit und das Drehen in Antwort auf das gemessene Drehmoment so gesteuert werden, daß das Drehmoment auf Null verringert wird.