FI84049C - Device for unwinding a thread from a bobbin - Google Patents

Description

1 840491 84049

Laitteisto langan purkamiseksi kelalta Tämän keksinnön kohteena on laitteisto langan, kuten optisen kuidun, purkamiseksi kelalta, johon laitteis-5 toon kuuluu - runko, - rungon varassa oleva kannatinväline purettavan kelan pyörivää kannattamista varten, ja - jarrulaite kelan pyörimisen jarruttamista varten.The present invention relates to an apparatus for unwinding a wire, such as an optical fiber, from a spool, the apparatus comprising - a frame, - a support means resting on the frame for rotatably supporting the spool to be unwound, and - a braking device for braking the rotation of the spool.

10 Vaikka keksintöä selitetäänkin seuraavassa lähinnä optisten kaapeleiden valmistuksen yhteydessä, koska keksintö on erityisen edullinen sovellettuna optisten kuitujen purkamiseen, on sana "lanka" tarkoitettu käsitettäväksi niin laajasti, että sen piiriin sisältyvät optisten kuitu-15 jen lisäksi myös tavanomaiset metalliset langat, jollaisia käytetään sähköjohdinelementtejä ja -kaapeleita varten.Although the invention will be described below mainly in connection with the manufacture of optical cables, since the invention is particularly advantageous when applied to unwinding optical fibers, the word "wire" is intended to be understood so broadly as to include not only optical fibers but also conventional metallic wires such as electric conductor elements and for cables.

Optisen kuidun tension (kuormituksen, kireyden) aikaansaaminen ja hallitseminen on olennainen osa kaapelin rakenneosien valmistuksessa.Achieving and controlling the tension (load, tension) of an optical fiber is an essential part of the fabrication of cable components.

20 Kuitukimppua löysästi ympäröivän putkipäällysteen valmistuksessa vaaditaan kuitujen lähtötensiolta suhteellisen vakaata käyttäytymistä, niin että monikuituputken kaikkien kuitujen tensio on keskimääräisesti sama. Löysän putkipäällysteen valmistuksessa käytetyt kuitutensiot ovat 25 yleensä pieniä, alle 200 p. Siirryttäessä nykyisin käytössä olevista täyterasvoista putkissa käytettäviin jäykem-piin täyterasvoihin vaaditaan kuitenkin korkeampia lähtö-tensioita. Jos lähtökelan jarrutusta lisätään kuidun korkeamman lähtötension aikaansaamiseksi, on olemassa vaara, 30 että kuitu leikkautuu kelalla olevan kuitukerroksen sisään kuitua purettaessa.20 In the manufacture of a pipe sheath loosely surrounding a bundle of fibers, a relatively stable behavior is required from the initial tension of the fibers, so that the tension of all the fibers in the multifilament tube is on average the same. The fiber tensions used in the manufacture of a loose pipe coating are generally small, less than 200 p. However, the transition from the fillers currently in use to the stiffer fillers used in pipes requires higher starting tensions. If the braking of the output spool is increased to provide a higher initial tension of the fiber, there is a risk that the fiber will cut into the fiber layer on the spool when the fiber is unloaded.

Kiinteätä päällystettä valmistettaessa käytetään yleensä korkeampaa lähtötensiota kuin putkipäällysteen valmistuksessa. Samoin kuituja niputettaessa esim. sidon-35 talangalla vaaditaan vakaata ja korkeata lähtötensiota, jotta sidontalangan tiukkuus tai sidontasukan kutistuma 2 84049 olisi hallittavissa käyttäen hyväksi kuitujen jännityspa-lautumaa.In the production of a solid coating, a higher starting tension is usually used than in the production of a pipe coating. Similarly, when bundling fibers, e.g., with a tie-35 talal yarn, a stable and high initial tension is required to control the tightness of the tie yarn or the shrinkage of the tie sock 2 84049 utilizing the tension recovery of the fibers.

Kuitujen lähtötension hallintaa vaikeuttaa usein myös kuitukelojen epäkeskeinen ja löysä puolaus.Controlling the initial tension of the fibers is often also hampered by the eccentric and loose winding of the fiber coils.

5 Johtuen kuidun taipumuksesta leikkautua kelan puo- lauksen sisään korkeammilla tensioilla, ei yli 200 p oleviin lähtötensioihin pyrittäessä voida purkaa kuitua suoraan kuitukelalta, vaan tällaisen tension saavuttamiseksi on käytettävä jotain apulaitetta kelalta purkauksen jäl-10 keen.5 Due to the tendency of the fiber to cut into the spool of the spool at higher tensions, it is not possible to unwind the fiber directly from the fiber spool when aiming for initial tensions above 200 p, but to achieve such a tension an auxiliary device must be used after spooling.

On aikaisemmin tunnettua jarruttaa kuitukelaa mm. magneettipulverijarrulla, joka kohdistaa kuitukelan pyörimisakseliin jarrumomentin, joka on säädettävissä. Tällaisella jarrutustavalla ei kuitenkaan päästä korkeampiin 15 lähtötensioihin juuri johtuen kuitujen mainitusta leikkau-tumistaipumuksesta. Epäkohtana on lisäksi se, että lähtö-tensio muuttuu oleellisesti kelan purkaussäteen mukaan, joka jatkuvasti pienenee kelaa purettaessa.It is previously known to brake a fiber coil e.g. with a magnetic powder brake which applies a braking torque to the axis of rotation of the fiber coil which is adjustable. However, such a braking method does not achieve higher initial tensions precisely due to said shear tendency of the fibers. A further disadvantage is that the output tension changes substantially according to the discharge radius of the coil, which continuously decreases when the coil is dismantled.

Eräs kehittyneempi toteutustapa on varustaa jarru 20 takaisinkytkennällä, kuten tension jatkuvalla mittauksella ja jarrun vastaavalla säädöllä tai ns. dancerohjauksella. Tällaisella ratkaisulla saavutetaan kylläkin vakiolähtöten-sio kelan purkaussäteestä riippumatta, mutta mittaus- ja säätölaitteet muodostuvat melko monimutkaisiksi.One more advanced embodiment is to provide the brake 20 with feedback, such as a continuous measurement of the tension and a corresponding adjustment of the brake, or a so-called dancer control. With such a solution, a standard output tion is achieved regardless of the discharge radius of the coil, but the measuring and control devices become quite complex.

25 Hihna- tai monipyörävetolaitteilla (-kapstaneilla) voidaan saavuttaa korkeita lähtötensioita, mutta purkaus-laitteistot tulevat suurikokoisiksi ja kalliiksi.25 Belt or multi-wheel drive devices (capstans) can achieve high initial tensions, but unloading equipment becomes large and expensive.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada pur-kauslaitteisto, joka välttää edellä mainitut epäkohdat ja 30 mahdollistaa korkeidenkin lähtötensioiden aikaansaamisen ja säätämisen verraten yksinkertaisin välinein. Tämä tarkoitus saavutetaan keksinnön mukaisella laitteistolla, jolle on tunnusomaista se, - että siinä on jarrupyörä, joka vastaanottaa kelal-35 ta puretun langan, ja 3 84049 - että jarrupyörä on kytketty kelaan jarrulaitteen välityksellä siten, että kela ja jarrupyörä pyörivät vastakkaisiin suuntiin lankaa purettaessa kelalta.It is an object of the present invention to provide a discharge apparatus which avoids the above-mentioned drawbacks and makes it possible to obtain and adjust even high initial tensions by relatively simple means. This object is achieved by an apparatus according to the invention, characterized in that - it has a brake wheel which receives the wire unwound from the spool, and 3 84049 - that the brake wheel is connected to the spool by means of a braking device so that the spool and the brake wheel rotate in opposite directions .

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että kelalta 5 puretun langan omaa liikettä käytetään kelalta purkautuvan kuidun purkaustension korottamiseksi halutun suuruiseksi lähtötensioksi ilman että kelan purkaustensio vastaavasti suurenee. Laitteistosta voidaan ottaa suoraan ulos sekä pieniä että suuria lähtötensioita. Laitteiston toimintapeli) riaate tasaa jossakin määrin epäkeskeisen ja löysän puo-lauksen haittoja. Laitteistosta ulostulevan kuidun lähtö-tensio muuttuu vain merkityksettömän vähän kelan purkaus-säteen muuttuessa. Näin ollen voidaan laitteistosta ajaa pitkiä kuituja ilman tension säädön tarvetta, mikä tekee 15 laitteiston rakenteeltaan yksinkertaiseksi.The invention is based on the idea that the own movement of the wire unwound from the spool 5 is used to increase the unwinding tension of the fiber unwound from the spool to a desired starting tension without correspondingly increasing the unwinding tension of the spool. Both small and large output tensions can be taken directly out of the equipment. Hardware operation game) principle to some extent compensates for the disadvantages of eccentric and loose support. The output tension of the fiber exiting the apparatus changes only insignificantly when the coil discharge radius changes. Thus, long fibers can be run from the apparatus without the need for tension adjustment, which makes the structure of the apparatus simple.

Keksintöä selitetään lähemmin seuraavassa viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuviot 1 ja 2 esittävät keksinnön mukaisen purkaus-laitteiston erästä edullista toteutusmuotoa kahdelta eri 20 suunnalta nähtynä, ja kuvio 3 esittää kaavamaisesti laitteiston toimintaperiaatetta.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Figures 1 and 2 show a preferred embodiment of a discharge apparatus according to the invention seen from two different directions, and Figure 3 schematically shows the operating principle of the apparatus.

Piirustuksessa esitetty laitteisto käsittää rungon 1, johon on kiinnitetty magneettipulverikytkin 2, jonka 25 toiselle akselille on kiinnitetty vaakasuuntainen kannatin-akseli 3 purettavaa kuitukelaa 4 varten ja toiselle akselille 5 on kiinnitetty sama-akselisesti kannatinakselin kanssa jarrupyörä 6. Runkoon on lisäksi pyörivästi laakeroitu kääntöpyörä 7. Kela on kiinnitetty pyörimättömästi 30 kannatinakselille 3 ja jarrupyörä akselilleen 5.The apparatus shown in the drawing comprises a body 1 to which a magnetic powder switch 2 is attached, on one shaft 25 of which a horizontal support shaft 3 for a disassembled fiber spool 4 is attached and on the other shaft 5 a brake wheel 6 is mounted coaxially with the support shaft. The coil is non-rotatably attached 30 to the support shaft 3 and the brake wheel to its shaft 5.

Magneettipulverikytkin on sinänsä tunnettua rakennetta ja tällaisia kytkimiä valmistaa esim. ranskalainen toiminimi S. A. MEROBEL tyyppimerkinnällä EFAS 2. Kytkin on sähköisesti liitetty esittämättä jätettyyn säätölait-35 teeseen kytkimen kehittämän jarrumomentin säätämistä varten.The magnetic powder switch is a structure known per se and such switches are manufactured, for example, by the French trade name S. A. MEROBEL with the type designation EFAS 2. The switch is electrically connected to a control device (not shown) for adjusting the braking torque generated by the switch.

4 840494,84049

Purkauslaitteisto toimii seuraavalla tavalla: Kytkimeen säädetään sähköisesti haluttu jarrumoment-ti. Kuitu 8 pujotetaan kelalta kääntöpyörän yli ja viedään jarrupyörälle ja sen ympäri, tässä tapauksessa 270°:n ver- 5 ran.The discharge device works as follows: The clutch is electrically adjusted to the desired braking torque. The fiber 8 is threaded from the spool over the swivel wheel and applied to and around the brake wheel, in this case by 270 °.

Kun kuitua vedetään jollakin esittämättä jätetyllä vetolaitteella, pyörivät kela ja jarrupyörä vastakkaisiin suuntiin, niin että ne jarruttavat toistensa pyörimistä kytkimeen säädetyllä jarrumomentilla.When the fiber is pulled by a traction device (not shown), the coil and the brake wheel rotate in opposite directions so as to brake each other's rotation with the brake torque set on the clutch.

10 Seuraavassa esitetään kuvioon 3 viitaten yksinker tainen matemaattinen tarkastelu kuidun tensioiden käyttäytymisestä kuitua purettaessa. Tarkastelussa ei ole otettu huomioon kitkavoimia niiden pienuuden takia. Käytetään seuraavia merkintöjä, 15 F1 = kelalta purkautuvan kuidun purkaustensio, F2 = laitteistosta ulostulevan kuidun lähtötensio, Rk = kuitukelan säde,10 The following is a simple mathematical review of the behavior of fiber tensions during fiber unloading with reference to Figure 3. Frictional forces have not been taken into account in the review due to their small size. The following notations are used, 15 F1 = discharge tension of the fiber unwinding from the spool, F2 = initial tension of the fiber leaving the apparatus, Rk = radius of the fiber spool,

Rp = jarrupyörän säde,Rp = radius of the brake wheel,

Mj = kytkimen jarrumomentti, 20 jolloin saadaan seuraavat yhtälöt:Mj = braking torque of the clutch, giving the following equations:

Mj = F1 x Rk (1 )Mj = F1 x Rk (1)

Mj = (F2 - F1) x Rp (2) F1 = ¥ .X--RP (3) F2 = - * Rk + F1 (4).Mj = (F2 - F1) x Rp (2) F1 = ¥ .X - RP (3) F2 = - * Rk + F1 (4).

κρ 25 Esimerkki 1κρ 25 Example 1

Jos halutaan saada kuidulle korkea lähtötensio F2 = 300 p ja kelan säde Rk = 9 cm ja jarrupyörän säde Rp = 8 cm saadaan kuidun purkaustensioksi F1 ’ 9 cm % 8 cm * 141'2 30 Tällaisen tension alainen kuitu voidaan purkaa suo raan kelalta ilman vaaraa, että kuitu leikkautuu puolauk-seen.If it is desired to obtain a high initial tension for the fiber F2 = 300 p and a spool radius Rk = 9 cm and a brake wheel radius Rp = 8 cm, the fiber discharge rate F1 '9 cm% 8 cm * 141'2 30 The fiber under such a tension can be unwound directly from the spool without danger that the fiber is cut into the spool.

8404984049

Esimerkki 2Example 2

Jos kuidun lähtötensio F2 = 150 p täydellä kelalla ja täyden kelan säde Rk = 10 cm (kuitua noin 20 km) ja jarrupyörän säde Rp = 8 cm, saadaan kuidun purkaustensioksi 5 P1 = 10 cm + ί~5 * 66'7 p· Tällöin on kytkimen jarrumomenttiIf the initial tension of the fiber F2 = 150 p with a full coil and the radius of the full coil Rk = 10 cm (fiber about 20 km) and the radius of the brake wheel Rp = 8 cm, the discharge rate of the fiber is 5 P1 = 10 cm + ί ~ 5 * 66'7 p · is the clutch braking torque

Mj = 66,7 p x 10 cm s 667 pcm.Mj = 66.7 p x 10 cm s 667 pcm.

Jos saman kelan säde Rk a 8 cm tyhjänä, saadaan kuidun lähtötensio F2 lasketuksi seuraavasti: 10 P1 ψ«P 83-3 p nn 83,3 p x 8 cm a r r ~i F2 = —1-8cm- 83/3 p = 166,7 P*If the radius Rk a of the same coil is 8 cm empty, the initial tension F2 of the fiber can be calculated as follows: 10 P1 ψ «P 83-3 p nn 83.3 px 8 cm arr ~ i F2 = —1-8cm- 83/3 p = 166, 7 P *

Kuidun lähtötension F2 muutos täydestä kelasta tyhjään kelaan purettaessa on vain 166,7 p - 150 p = 16,7 p, jolla ei ole mitään merkitystä käytännössä.The change in the fiber starting pension F2 from a full coil to an empty coil is only 166.7 p to 150 p = 16.7 p, which is of no practical significance.

15 Piirustus ja siihen liittyvä selitys on vain tarkoi tettu havainnollistamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan voi laitteisto vaihdella patenttivaatimusten puitteissa. Laitteistoa käytetään edullisesti optisen kuidun toisiovaippauksessa. Magneettipulverikytkimen asemesta 20 voidaan käyttää muunkinlaista jarrulaitetta, joka aikaansaa jarrumomentin kelan ja jarrupyörän välille.The drawing and the related description are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the equipment may vary within the scope of the claims. The apparatus is preferably used in the secondary sheath of an optical fiber. Instead of the magnetic powder switch 20, another type of braking device can be used which provides a braking torque between the coil and the brake wheel.

Claims (5)

1. Apparat för avlindning av en träd, säsom en op-tiek fiber, vilken apparat omfattar 5. en stoirane (1), - ett av etominen uppburet bärdon (3) för att rote-rande uppbära en spole (4) som skall avlindas, och - en bromsanordning (2) för att bromsa spolens rotation, 10 kännetecknad därav, - att den har ett bromshjul (6), som mottar en frän spolen (4) avlindad träd (8), och - att bromshjulet är kopplat tili spolen genom för-medling av bromsanordningen (2) sä, att spolen och broms- 15 hjulet roterar i motsatta riktningar dä träden avlindas frän spolen.An apparatus for unwinding a tree, such as an optical fiber, the apparatus comprising: 5. a stoirane (1), - a carrier (3) supported by the etomine for rotatingly carrying a coil (4) to be unwound and - a brake device (2) for braking the coil rotation, characterized in that - it has a brake wheel (6) which receives a tree (8) wound from the coil (4), and - that the brake wheel is coupled to the coil by mediating the brake device (2) such that the coil and the brake wheel rotate in opposite directions as the trees are unwound from the coil. 2. Apparat enligt patentkravet 1, kännetecknad därav, att bromsanordningen (2) utgörs av en hastighetsreglerbar magnetpulverkoppling.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the braking device (2) consists of a speed-adjustable magnetic pulse coupling. 3. Apparat enligt patentkravet 1 eller 2, kän netecknad därav, att spolens (4) bärdon (3) är fäst i ena hälften av bromsanordningen (2) och bromshjulet (6) är fäst i bromsanordningens andra hälft sä, att spolen och bromshjulet är belägna inbördes koaxiellt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier (3) of the spool (4) is fixed in one half of the brake device (2) and the brake wheel (6) is fixed in the other half of the brake device, such that the spool and the brake wheel are located mutually coaxially. 4. Apparat enligt nägot av de föregäende patentkra- ven, kännetecknad därav, att bromshjulets (6) radie (Rp) är mindre än radien (Rk) av en full spole (4).4. Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the radius (Rp) of the brake wheel (6) is smaller than the radius (Rk) of a full coil (4). 5. Apparat enligt nägot av de föregäende patentkra-ven, kännetecknad därav, att stommen (1) är 30 försedd med ett vändhjul (8) för att styra träden (8) frän spolen (4) tili bromshjulet (6).Apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the body (1) is provided with a turning wheel (8) for guiding the trees (8) from the coil (4) to the brake wheel (6).