DE3910122A1 - Verfahren zur einstellung der ueberlaenge einer optischen leitung - Google Patents
Verfahren zur einstellung der ueberlaenge einer optischen leitungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Einstel
lung der Überlänge einer mindestens einen Lichtwellen
leiter (LWL) enthaltenden optischen Leitung gegenüber
einer als Metallröhrchen ausgebildeten Umhüllung.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der
US-A 45 79 420 beschrieben. Dort wird die metallische
Umhüllung beim Einbringen eines oder mehrerer LWL zunächst
elastisch gedehnt und danach entspannt, wodurch sie sich
gegenüber dem LWL verkürzt. Eine ähnliche Wirkung ist
durch vorherige Erwärmung der Umhüllung erzielbar. Die
erwünschte relative Überlänge der LWL beträgt bis zu
einigen Promille und muß genau eingehalten werden, damit
im Betriebstemperaturbereich mögliche mechanische
Beanspruchungen eines optischen Kabels infolge Druck, Zug
oder Biegung nicht zu unzulässigen Dämpfungserhöhungen
oder gar zu Beschädigungen der LWL führen.
Die Einstellung der gewünschten Überlänge ist mittels der
bekannten Verfahren nur ungenau möglich. Hohe elastische
Dehnungen metallischer Hüllen erfordern hohe Zugkräfte und
entsprechend aufwendige Vorrichtungen. Zur thermischen
Einstellung hinreichender Überlängen sind hohe Temperatu
ren erforderlich, welche im Fertigungsablauf stören.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches
Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches
eine feinstufige und genaue Einstellung des Sollwerts der
Überlänge ermöglicht.
Weiterhin soll eine geeignete Vorrichtung zur Ausübung
dieses Verfahrens angegeben werden.
Die Lösung gelingt dadurch, daß das um die optische
Leitung geformte Metallröhrchen durch eine plastisch
verformende Biegevorrichtung gezogen wird.
Erfindungsgemäß wird eine Kürzung oder Verlängerung des
Metallröhrchens durch plastische Verformung von Randteil
bereichen des Querschnitts erreicht. Durch Biegung mit
angepaßtem Krümmungsradius läßt sich ohne nennenswerten
Kraftaufwand eine genau dosierbare resultierende Längenän
derung eines Metallröhrchens erzielen.
Dabei können der oder die LWL bereits mit Überlänge in die
Metallhülle eingebracht werden, so daß dann mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens nur eine Feineinstellung
durchgeführt werden muß. Je nach Vorgabe nachfolgend
erläuterter Randparameter können die Metallröhrchen
verkürzt oder verlängert werden.
Für die vorliegende Erfindung sind Metallröhrchen nahezu
beliebiger Querschnittskontur geeignet. Sie brauchen nicht
unbedingt kreisförmig zu sein. Die Erfindung ist besonders
typisch geeignet für Röhrchen aus Metall, welche
beispielsweise aus einem Metallstreifen um die LWL geformt
sind und deren Nahtkanten fest insbesondere durch
Schweißen verbunden sind.
Ein Metallröhrchen kann auch Bestandteil einer mehrschich
tigen Umhüllung sein. Die erfindungsgemäße Wirkung wird
auch mit Umhüllungen erreicht, welche aus parallellaufen
den langgestreckten metallischen Elementen besteht, welche
beispielsweise in Kunststoff eingebettet sind.
Schließlich können statt metallischer Werkstoffe auch
vergleichbare andersartige Stoffe verwendet werden, sofern
diese wie Metallröhrchen eine reversible elastische und
eine bei Überschreiten der Streckgrenze irreversible
plastische Längenänderung ermöglichen. Mit besonderem
Vorteil anwendbar ist die vorliegende Erfindung jedoch für
Umhüllungen, welche aus Stoffen mit hohem E-Modul wie
typischerweise Edelstahl bestehen.
Versuche haben gezeigt, daß sich mit reiner Biegenachbe
handlung eines aus weichem Metall bestehenden Röhrchens
nur relativ geringe Verlängerungen erzielen lassen.
Überraschenderweise hat sich weiterhin gezeigt, daß eine
reine Biegenachbehandlung bei aus kaltverformtem Werkstoff
bestehenden Metallröhrchen zu einer Verkürzung führt, deren
Ausmaß durch den Krümmungsradius der Biegung, die Biege
haufigkeit und die Anzahl der verschiedenen Biegeebenen
beeinflussen läßt. Dabei sind sogar bedeutend höhere
Längenänderungen erreichbar, als sie für das erforderliche
Gesamtmaß der Überlänge eines LWL benötigt werden. Wenn in
einem Metallröhrchen den Biegespannungen homogene Druck-
oder Zugspannungen überlagert werden, ist die Verteilung
der Druck- und Zugspannungen über den Querschnitt unsym
metrisch, d. h. die Spannungs-Nullachse verlagert sich von
der Mittellinie nach innen bei überlagerter Zugkraft und
nach außen bei überlagerter Druckkraft. Deshalb ist gemäß
einer vorteilhaften Lösung vorgesehen, daß das Metallröhr
chen vor und hinter der Biegevorrichtung über Längsan
triebe wie Band- oder Raupenabzüge geführt wird.
Der Krümmungsradius und die Längskräfte können so gewählt
werden, daß entweder nur im äußeren Bogenbereich der
Krümmung oder aber nur im inneren Bogenbereich plastische
Verformungen entstehen, die im erstgenannten Fall wegen
plastischer Dehnung zu einer Verlängerung und im zweiten
Fall wegen plastischer Stauchung zu einer Verkürzung des
Metallröhrchens führen.
Ein der Überlagerung einer Druckkraft vergleichbarer
Effekt ergibt sich trotz reiner Biegenachbehandlung auch
bei kaltverformten Metallröhrchen wegen des Hysterese
verhaltens, da bei Zugbelastung die Streckgrenze erheblich
höher als bei Druckbelastung ist. Ein solches Metall
röhrchen verformt sich also im äußeren Krümmungsbereich
nur elastisch, im inneren dagegen auch plastisch, so daß
eine resultierende Verkürzung entsteht.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren beginnen ab Unter
schreitung eines bestimmten Krümmungsradius zunehmend
stärkere plastische Verformungen, welche zu entsprechenden
Längenänderungen führen. Das Ausmaß der Längen-Änderung
kann insbesondere bei kaltverformten Metallröhrchen auch
durch mehrmalige gleichartige Biegevorgänge, durch Biege
vorgänge in verschiedenen Biegeebenen oder durch Hin- und
Herbiegen über die gestreckte Lage hinaus gezielt ver
größert werden. Eine weitere Möglichkeit zur feinstufigen
Ansteuerung eines gewünschten Maßes der Überlänge eines
LWL bietet die Überlagerung von Längskräften im Druck-
oder Zugbereich.
Selbstverständlich sind plastische Verformungen nur als
Mittel zur gezielten Einstellung der Überlänge des oder
der LWL erwünscht. Damit unter normalen Bedingungen im
Verlaufe der Herstellung, Auftrommelung und Verlegung
keine unerwünschten plastischen und möglicherweise längen
ändernden Verformungen entstehen, sind für die Metall
röhrchen Materialien mit hoher Streckgrenze zu
bevorzugen. Besonders gute Ergebnisse wurden mit kalt
verformtem Edelstahl erzielt.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung, bei welcher das
Metallröhrchen über senkrecht zueinander drehende
Rollen geführt ist.
Fig. 3 zeigt schematisch eine in ihrer Wirkung
verstellbare Biegevorrichtung mit integrierten
Längsantrieben.
Fig. 4 zeigt eine Biegevorrichtung mit einem gekrümmten
Biegekanal.
Ein Metallröhrchen 1, welches einen oder mehrere nicht
dargestellte LWL enthält, wird über 90° um die als
Umlenkrolle 2 ausgebildete Biegeeinrichtung gezogen. Dabei
wird das Metallröhrchen 1 durchlaufend mit einem durch die
Umlenkrolle 2 vorgegebenen Radius gekrümmt und wieder
gestreckt. Durch entsprechende Ansteuerung von als Rollen
antriebe 3 und 4 angedeuteten Längsantrieben ist erreich
bar, daß zwischen ihnen insbesondere im Krümmungsbereich
des Edelstahlröhrchens 1 eine Längskraft ausgebildet
wird. Bei einem aus kaltverformtem Edelstahl mit einem
Durchmesser von 1,9 und einer Wanddicke von 0,15
bestehenden Metallröhrchen 1 ergaben sich nach der Führung
über die Umlenkrolle 2 Verkürzungen, welche ab einem
Mindestdurchmesser der Umlenkrolle 2 von etwa 300 mm in
etwa der weiteren Durchmesserverkleinerung proportional
waren. Bei 160 mm Rollendurchmesser ergab sich eine
Verkürzung um etwa 1°/oo.
Bei aufeinanderfolgender Biegung um zwei gemäß Fig. 2
senkrecht zueinander gelagerte Umlenkrollen 5 und 6
ergaben sich bei gleichem Rollendurchmesser wie in Fig. 1
erheblich stärkere Verkürzungen, da das Metallröhrchen 1
dabei in zwei senkrecht zueinander stehenden Biegeebenen
gekrümmt wurde.
Nach Glühung des ursprünglich kaltverformten Metall
röhrchens 1 ergaben sich bei einer Nachbehandlung gemäß
den Fig. 1 und 2 keine Kürzungen, sondern geringe
Verlängerungen. Durch Überlagerung einer Zugkraft mittels
der Längsantriebe 3 und 4 nach Fig. 1 konnte das Ausmaß
der Verlängerungen verstärkt und gezielt beeinflußt
werden. Durch solche Zugkräfte konnte bei kaltverformten
und nicht nachgeglühten Metallröhrchen 1 das Ausmaß der
Verkürzung reduziert werden. Bei entsprechend hohen Werten
der Zugkraft wurden sogar Verlängerungen erreicht.
Bei einer kombinierten Biegevorrichtung nach Fig. 3, in
welche Längsantriebe 10 und 11 integriert sind, wird das
Metallröhrchen 1 über Umlenkrollen 7, 8 und 9 gezogen.
Dabei erfolgt zunächst eine Krümmung im Uhrzeigersinn um
die Umlenkrolle 7, danach eine Krümmung im Gegenuhrzeiger
sinn um die Umlenkrolle 8 und schließlich wieder eine
Krümmung im Uhrzeigersinn um die Umlenkrolle 9. Im
Vergleich zu einer Biegung nach Fig. 1 können bei gleichen
Durchmessern der Umlenkrollen 2 bzw. 7, 8 und 9 insbe
sondere bei Verwendung kaltverformter Metallröhrchen 1
vielfach stärkere Längenänderungen hervorgerufen werden.
Zur Feineinstellung der Längenänderungen können Zugkräfte
durch die Antriebsrollen 10 und 11 erzeugt werden, welche
in Verbindung mit ihrem Andruck an die Umlenkrollen 7 und
9 Längsantriebskräfte verschiedener Größe bewirken
können.
Krümmungsinduzierte Längenänderungen des Metallröhrchens 1
können durch Verschiebung der Umlenkrolle 8 beeinflußt und
bis auf Null (gestrichelte Lage 8′) reduziert werden. Ein
kaltverformtes Metallröhrchen 1 kann durch entsprechende
Einstellung der Umlenkrolle 8 und durch Vorgabe einer
geeigneten Zugkraft in einem weiten Bereich gedehnt oder
gestaucht werden.
Die in Fig. 4 angedeutete Biegevorrichtung enthält einen
gekrümmten Führungskanal 12, durch welchen das Metall
röhrchen 1 über Längsantriebe 13 und 14 gefördert wird.
Die Form des Führungskanals 12 gestattet die Überlagerung
von Druckkräften durch entsprechende Steuerung der Längs
antriebe 13 und 14, so daß dann im äußeren Krümmungs
bereich des Metallröhrchens 1 beispielsweise niedrige und
nur elastisch dehnende Zugspannungen, im inneren
Krümmungsbereich dagegen hohe Druckspannungen entstehen,
welche dort auch zu einer plastischen Verformung des
Wandungsbereichs führen. Demzufolge wird dann auch ein
nicht kaltverformtes Metallröhrchen 1 verkürzt.
Claims (16)
1. Verfahren zur Einstellung der Überlänge einer
mindestens einen LWL enthaltenden optischen Leitung
gegenüber einer als Metallröhrchen (1) ausgebildeten
Umhüllung,
dadurch gekennzeichnet, daß das um die optische Leitung
geformte Metallröhrchen (1) durch eine plastisch
verformende Biegevorrichtung (2, 5, 6, 7, 8, 9, 12) gezogen
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (1) vor und
hinter der Biegevorrichtung (2, 10, 11, 12) über Längs
antriebe (3, 4, 10, 11) geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß auf das Metallröhrchen (1) im
Bereich der Biegevorrichtung (2, 7, 8, 9, 12) mittels der
Längsantriebe (3, 4, 10, 11, 13, 14) eine Zugkraft aufgebracht
wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (1)
mindestens zwei gleichartigen Biegevorgängen unterworfen
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (1) in
mindestens einer Biegeebene relativ zur gestreckten Lage
in beiden Richtungen abgebogen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallröhrchen (1) vor dem
Eintritt in die Biegevorrichtung (2, 5, 6, 7, 8, 9, 12) durch
einen abschließenden Bearbeitungsvorgang kaltverformt
wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein LWL derart in
das Metallröhrchen (1) eingebracht wird, daß es vor dem
Eintritt in die Biegevorrichtung (2, 5, 6, 7, 8, 9, 12) mit
Überlänge in ihm verläuft.
8. Vorrichtung zur Einstellung der Überlänge einer
mindestens einen LWL enthaltenden optischen Leitung
gegenüber einer als Metallröhrchen (1) ausgebildeten
Umhüllung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie eine das Metallröhrchen
(1) auf gekrümmtem Wege leitende Führungsstrecke
(2, 5, 6, 7, 8, 9, 12) enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekrümmungen der Biege
vorrichtung (7, 8, 9, 12) zur Anpassung an den Sollwert der
Überlänge einstellbar sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der von der Biege
vorrichtung (5, 6, 7, 8, 9, 12) bewirkten Biegevorgänge zur
Anpassung an den Sollwert der Überlänge veränderbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die von den Längenantrieben
(3, 4, 10, 11, 13, 14) ausgeübte Längskraft einstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß sie gekrümmte Führungsstrecken
(5, 6) enthält, welche in verschiedenen Krümmungsebenen
verlaufen.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß sie Führungsstrecken (7, 8, 9)
enthält, welche das Metallröhrchen (1) in einer Krümmungs
ebene in relativ zur gestreckten Lage gegensinnigen
Richtungen krümmen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß sie an das Metallröhrchen (1)
kraftschlüssig gekoppelte Längsantriebe (3, 4, 10, 11, 13, 14)
enthält, deren Antriebskräfte auf unterschiedliche Werte
steuerbar sind.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsstrecke durch
Umschlingungsrollen (2, 5, 6, 7, 8, 9) gebildet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsstrecke durch
eine Gruppe von Umschlingungsrollen (7, 8, 9) gebildet ist,
von denen mindestens eine (8) verschiebbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893910122 DE3910122A1 (de) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Verfahren zur einstellung der ueberlaenge einer optischen leitung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893910122 DE3910122A1 (de) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Verfahren zur einstellung der ueberlaenge einer optischen leitung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3910122A1 true DE3910122A1 (de) | 1990-10-04 |
DE3910122C2 DE3910122C2 (de) | 1993-05-13 |
Family
ID=6377368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893910122 Granted DE3910122A1 (de) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | Verfahren zur einstellung der ueberlaenge einer optischen leitung |
Country Status (1)
Country | Link |
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