JP3765600B2 - 金属管製光ケーブルを製造する方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１本の光導体を内蔵する金属管からなる光ケーブルを製造する方法に関し、更に詳しくは、貯蔵巻枠から引き出された金属帯状体が徐々にスリット付管に成形され、他の巻枠から引き出された光波ガイドがまだ開放しているスリット付管に挿入され、スリット付管の縦スリットが溶接され、溶接された管の外径が縮小され、金属帯状体、光波ガイドおよび溶接された管が引き抜きディスクによって搬送され、この場合、溶接され外径が縮小された管が少なくとも１回引き抜きディスクの周りを案内され、引き抜きディスクによって溶接された管に加えられる力が、１〜６％の管の弾性変形を生じ、管の弾性変形が引き抜きディスク上で相殺される方法に関する。本発明は更に、金属帯状体を連続的にスリット付管に成形する装置と、溶接装置と、この溶接装置の前方に設けられた管縮小装置と、引き抜きディスクを備えた、少なくとも１本の光波ガイドを内蔵する金属管からなる光ケーブルを製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなケーブルを製造するための方法はヨーロッパ特許第０２２９１２３号明細書によって知られている。
このような光ケーブルを製造する際の重要な問題は、光波ガイドの余剰長さをケーブル内で生じることである。この余剰長さは、金属材料とガラス材料の大きく異なる熱膨張差のために必要である。金属小管の加熱のときに、光波ガイドの機械的応力が生じないようにするためには、この余剰長さは短すぎないようにすべきである。他方では、光波ガイドの余剰長さは大きすぎないようにすべきである。なぜなら、温度が低いときに、光波ガイドの許容されない圧縮ひずみが発生し、緩衝作用を高めることになるからである。すなわち、光波ガイドは、両観点からどんな場合でも許容さない応力状態が発生しない予備長さを有するようにすべきである。
【０００３】
ヨーロッパ特許第０２２９１２３号明細書記載の方法の場合には、光波ガイドは送り装置によって、スリット付管よりも速い速度で、まだ開放しているスリット付管に挿入される。他の実施の形態では、光波ガイドは充填管によって引き抜きディスクの範囲まで案内され、ガス流によって金属管の外面に吹きつけられる。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願公開第０４５６８３６号明細書に記載された方法の場合には、金属帯状体は予備付勢力で引き抜かれ、その際弾性的に変形する。
この両方法の場合、金属小管内での光波ガイドの余剰長さを正確に調節することができない点が共通している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の根底をなす課題は、前記種類の光波ガイドを製造することができ、余剰長さを高い精度で調節することができるように、冒頭に述べた種類の方法を改良することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、管の外径を縮小する個所の前後でそれぞれ、管を製作方向に搬送するクランプジョー引き抜き装置が１個ずつ管に作用し、溶接された管が製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクの間で弾性的に変形し、
その際、製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクとの間で製作方向から溶接された管を偏向させる力によって、弾性的な変形の程度が調節される
ことによって解決される。
【０００７】
本発明により、金属管内での光波ガイドの正確に調節可能な余剰長さを発生させることが驚くほど簡単に達成される。弾性変形によって生じる力は、材料特性と金属管の幾何学的な寸法によって計算または経験的に求めることができる。金属管が少なくとも１回引き抜きディスクの周りを案内されることにより、光波ガイドにとって、金属管内で、しかも金属管が引き抜きディスクに当たる個所の前方の個所で、固定個所が生じる。この金属管の固定個所は金属管が引き抜きディスクに当たる個所で引き抜きディスク上にある。この固定個所の前方で、弾性変形が徐々に相殺され、その際余剰長さが生じる。
【０００８】
本発明にとって、金属管の巻管部と引き抜きディスクの表面との間で、充分に大きな摩擦力が生じることが重要である。これは、金属管の巻管部を引き抜きディスクの外周面に接触させる力が引き抜きディスクの前方で金属管に作用することによって簡単に達成される。一般的には、出来上がったケーブルのための巻取りドラムよって加えられ調節装置によって調節される引張り力で充分である。
【０００９】
金属管の直径の縮小は好ましくは引き抜き型によって行われる。当該の幾何学的寸法を有する管にとっては、これは実に巧みな方法である。引き抜き型は出来上がった管の外径を最終的に決定する。溶接された管の直径は所定の限界範囲内で自由に選択可能である。すなわち、例えば６〜２０本の光波ガイドのための所定の範囲内で、同じ直径の金属管を作ることができる。引き抜き型を交換することによって金属管を所望の外径に縮小して完成管を作ることができる。
【００１０】
本発明の特に有利な実施形によれば、管の外径を縮小する個所の前後でそれぞれ、管を製作方向に搬送するクランプジョー引き抜き装置が１個ずつ管に作用する。このようなクランプジョー引き抜き装置はＤＢＰ１１６４３５５明細書に記載されている。
両クランプジョー引き抜き装置は、溶接された金属管をしっかりと取り囲む。その結果、溶接された管は製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクの間で弾性的に変形させられる。
【００１１】
管を縮小する個所または製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクとの間で製作方向から溶接された管を偏向させる力によって、弾性的な変形の程度が簡単に調節される。簡単な実施形では重りが管に吊り下げられる。
溶接された管は引き抜きディスクに少なくとも３回巻かれて引き抜きディスクの外周面に載る。それによって、引き抜きディスクの前方で管に作用する力が減少し、それによって引き抜きディスクの前方での金属管の弾性変形はほとんど生じない。
【００１２】
縦シームの溶接のために、ほとんどすべてのろう付け方法または溶接方法が適している。特に、レーザー溶接が有利であることが判った。というのは、このレーザー溶接法により、長い距離の溶接が可能であるからである。
レーザー溶接にとって、溶接継ぎ目ができるだけ正確にレーザービームの方へ向けられることが不可避である。この理由から、管が第１のクランプジョー引き抜き装置によってねじれないように溶接個所の下方を案内されることが有利である。
【００１３】
本発明の他の実施形に従って、管の外径を縮小させるための力が第２のクランプジョー引き抜き装置によって加えられると、このクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクの間で管が伸長する。その際、クランプジョー引き抜き装置は正確な固定点を形成する。その際、第１のクランプジョー引き抜き装置に対する第２のクランプジョー引き抜き装置の速度の調節は、第１のクランプジョー引き抜き装置と第２のクランプジョー引き抜き装置の間の管のたるみによって行われる。
【００１４】
本発明は更に、ヨーロッパ特許第０２９９１２３号明細書に記載されているような、少なくとも１本の光波ガイドを内蔵する金属管からなる光ケーブルを製造する装置に関する。本発明の装置は、この公知の装置に対して、溶接装置と管縮小装置との間で第１のクランプジョー引き抜き装置が溶接された管に作用し、管縮小装置と引き抜きディスクの間で第２のクランプジョー引き抜き装置が溶接された管に作用する点が異なっている。
【００１５】
本発明による装置の場合には、貯蔵巻枠から金属帯状体を引き抜く力と、金属帯状体の変形時に発生する力と、その他の摩擦力が、第１のクランプジョー引き抜き装置によって加えられ、管縮小時に加えられる変形力が、第２のクランプジョー引き抜き装置によって加えられる。それによって、引き抜きディスクは金属管の弾性変形のための比較的に小さな力だけを加える。管横断面が楕円形に変形することが、確実に防止される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１，２に略示した実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明に従って製作された光ケーブルの斜視図である。光ケーブル１は光波ガイド２と、この光波ガイド２を取り囲む金属管３からなっている。この金属管は縦縦溶接シーム（継ぎ目）１ａを備えている。光波ガイド２と金属管１の間の自由空間には、縦方向の水の移動を防止するために、ワセリンが充填されている。光波ガイド２の数は通常は、６〜２０本であるが、例外的には４０本までとすることができる。光波ガイド２は金属管３よりも長い。すなわち、金属管３内で波状、らせん状または正弦状に延びている。移行部は通常は３％である。金属管の壁厚は例えば0.2 ｍｍで、外径は3.5 ｍｍである。これは線の代わりにガイド部分内に配置された光ケーブルの代表的なデータである。金属管３の材料としては特殊鋼が好ましい。
【００１７】
図２は本発明による装置の側面図である。
貯蔵巻枠４から帯状体５が連続的に引き出され、成形装置６に供給される。成形装置では、帯状体５が縦方向スリットを有する管に成形される。この成形装置の一部は、帯状体５を必要な幅に正確に切断する図示していないサイドカット装置である。成形装置６は、図示していない複数の成形ローラセットを備えている。成形された管の縦方向スリットはレーザー溶接装置７によって閉じられる。溶接装置７の下方でスリット付管を正確に案内するために、第１のクランプジョー引き抜き装置８が設けられている。このクランプジョー引き抜き装置は管を取り囲む対をなした多数のクランプジョーからなっている。このクランプジョーは無端チェーンを介して駆動される。第１のクランプジョー引き出し装置８の前方には、管縮小装置９、例えば引き抜き型が設けられている。この管縮小装置では管の直径が小さくなる。第２のクランプジョー引き抜き装置１０が管縮小装置９の前方に設けられている。この第２のクランプジョー引き抜き装置は引き抜かれた管に作用し、この管を引き抜き型を通って引き抜く。第２のクランプジョー引き抜き装置１０の引き抜き速度は、引き抜き型と第１のクランプジョー引き抜き装置８の間の管のたるみに依存して、第１のクランプジョー引き抜き装置８の引き抜き速度と相対的に調節される。第２のクランプジョー引き抜き装置１０の前方に、駆動される引き抜きディスク１１が設けられている。この引き抜きディスクの外周面上に、管は複数回巻かれる。引き抜きディスク１１の駆動速度は、第２のクランプジョー引き抜き装置１０の引き抜き速度に等しい。引き抜きディスク１１の前方に巻取り器１２が設けられている。この巻取り器１２は管１３をやや引っ張って巻き取る。
【００１８】
多数の光波ガイド２のための繰り出し装置が１４によって示してある。この繰り出し装置は多数の巻枠１５を備え、この巻枠上に光波ガイド２が巻き取られている。
光波ガイド２は巻枠１５から引き出され、溶接装置の手前でまだ開放している管に挿入される。損傷しやすい光波ガイド２の保護として、図示していない定置された金属小管がスリット付管内に挿入されている。このスリット付管の内部を通って光波ガイド２が案内される。金属小管は早くても溶接装置７の前方で光波ガイド２を解放する。金属小管は他の金属小管によって同心的に取り囲まれている。両小管によって形成された隙間を通って、ワセリンが圧力を加えられて管に充填される。光波ガイド２が余剰長さを有するようにするために、すなわち光波ガイドを金属管３よりも長くなるようにするために、金属管３は、クランプジョー対によって金属管３をしっかりと掴み管縮小をによって生じる変形力を加える第２のクランプジョー引き抜き装置１０と、引き抜きディスク１１との間で、連続的に弾性変形、すなわち伸長させられる。それによって、同じ長さの金属管３と光波ガイド２が引き抜きディスク１１に巻き取られる。引き抜きディスク１１上で弾性変形状態が“緩和”され、金属管３は短くなって普通の状態になる。
【００１９】
弾性変形は第２のクランプジョー引き抜き装置１０と引き抜きディスク１１の間で金属管３を偏向させる力Ｆによって生じる。これは、例えば図示していないローラを用いて金属管３に吊り下げられる重り１６によって達成される。力Ｆ、すなわち重り１６は、偏向の程度、ひいては伸長の程度を決定する。
金属管３の所定の形状寸法および材料選択の場合、重り１６を選択することにより、管３内の光波ガイド２の余剰長さを正確に定めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って製作された光ケーブルの一部の斜視図である。
【図２】 本発明による装置の側面図である。
【符号の説明】
１ 光ケーブル
２ 光波ガイド
３ 金属管
４ 貯蔵巻枠
５ 金属帯状体
６ 成形装置
７ 溶接装置
８ 第１のクランプジョー引き抜き装置
９ 管縮小装置
１０ 第２のクランプジョー引き抜き装置
１１ 引き抜きディスク

Claims (8)

1. 少なくとも１本の光導体を内蔵する金属管からなる光ケーブルを製造する方法であって、貯蔵巻枠から引き出された金属帯状体が徐々にスリット付管に成形され、他の巻枠から引き出された光波ガイドがまだ開放しているスリット付管に挿入され、スリット付管の縦スリットが溶接され、溶接された管の外径が縮小され、金属帯状体、光波ガイドおよび溶接された管が引き抜きディスクによって搬送され、この場合、溶接され外径が縮小された管が少なくとも１回引き抜きディスクの周りを案内され、引き抜きディスクによって溶接された管に加えられる力が、１〜６％の管の弾性変形を生じ、管の弾性変形が引き抜きディスク上で相殺される方法において、
   管の外径を縮小する個所の前後でそれぞれ、管を製作方向に搬送するクランプジョー引き抜き装置が１個ずつ管に作用し、溶接された管が製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクの間で弾性的に変形し、
   その際、製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクとの間で製作方向から溶接された管を偏向させる力によって、弾性的な変形の程度が調節される
   ことを特徴とする方法。
2. 溶接された管が引き抜き型によって外径を縮小されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 管の巻管部を引き抜きディスクの外周面に接触保持する力が、引き抜きディスクの前方において管に作用することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 溶接された管が引き抜きディスクに少なくとも３回巻かれて引き抜きディスクの外周面に載ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
5. 管の縦シームがレーザーによって溶接されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
6. 管が第１のクランプジョー引き抜き装置によってねじれないように溶接個所の下方を案内されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
7. 溶接された管の外径を縮小させるための力が第２のクランプジョー引き抜き装置によって加えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
8. 少なくとも１本の光波ガイドを内蔵する金属管からなる光ケーブルを製造する装置であって、金属帯状体を連続的にスリット付管に成形する装置と、溶接装置と、この溶接装置の前方に設けられた管縮小装置と、引き抜きディスクを備えた装置において、
   溶接装置（７）と管縮小装置（９）との間で、溶接された管（３）に作用する第１のクランプジョー引き抜き装置（８）が、ならびに管縮小装置（９）と引き抜きディスク（１１）の間で、溶接された管に作用する第２のクランプジョー引き抜き装置（１０）が設けられており、
   この場合、溶接された管が製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクの間で弾性的に変形し、ならびに、
   製作方向に見て第２のクランプジョー引き抜き装置と引き抜きディスクとの間で製作方向から溶接された管を偏向させる力によって、弾性的な変形の程度が調節されるように構成されていることを特徴とする装置。

Images