RU2401816C2

RU2401816C2 - Method and device for producing optical fibre with low polarisation mode dispersion

Info

Publication number: RU2401816C2
Application number: RU2008130420/03A
Authority: RU
Inventors: Роберто ПАТА (IT); Роберто ПАТА; Джакомо Стефано РОБА (IT); Джакомо Стефано РОБА; Давиде САРКИ (IT); Давиде САРКИ; Марко ТЕДЕСКИ (IT); Марко ТЕДЕСКИ
Original assignee: Призмиан Кави Э Системи Энергиа С.Р.Л.
Priority date: 2005-12-23
Filing date: 2005-12-23
Publication date: 2010-10-20
Also published as: RU2008130420A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method and device for producing optical fibres. The method of producing optical fibre comprises the following steps: drawing fibre from a heated perform by applying a pulling force to the fibre; twisting the fibre during drawing; twisting the fibre on a first twisting roller on a first twisting arc; twisting fibre on a second twisting roller on a second twisting arc; aligning the fibre in the vertical plane perpendicular to axes of the twisting rollers which forces the fibre to pass between a pair of guide rollers before and after twisting the fibre on the said twisting rollers, wherein the axis of rotation of the said guide rollers is perpendicular to the axis of rotation of the twisting rollers; axial displacement of the first and second twisting roller relative each other is such that the fibre is forced to turn on surfaces of the first and second twisting rollers under a frictional force.

EFFECT: more efficient fibre twisting due to increased surface of contact between the fibre and the roller.

24 cl, 1 ex, 8 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления оптических волокон.The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing optical fibers.

Свет, проходящий в оптическом волокне, имеет два состояния поляризации. Для оптических волокон, которые являются абсолютно осесимметричными как в геометрии, так и при внутреннем и внешнем напряжении, работа при длине волны или в диапазоне длин волн, который определяется как "одномодовый" действительно поддерживает два ортогональных состояния поляризации, в котором два состояния поляризации вырождаются, распространяясь при той же групповой скорости распространения волны и без времени задержки после прохождения такого же расстояния в волокне.Light passing through an optical fiber has two polarization states. For optical fibers that are absolutely axisymmetric in both geometry and internal and external voltage, operating at a wavelength or in the wavelength range that is defined as “single mode” does support two orthogonal polarization states in which two polarization states degenerate, propagating at the same group wave propagation velocity and without delay time after passing the same distance in the fiber.

В практике применения одномодового волокна осевую симметрию идеального волокна, как правило, нарушают различные недостатки, такие как ассиметричное поперечное напряжение и некруглая сердцевина. В результате, два состояния поляризации распространяются с различными константами распространения. Различие между константами распространения называется двойным лучепреломлением, величина двойного лучепреломления определяется с помощью вычисления разности в константах распространения двух ортогональных мод.In the practice of using single-mode fiber, the axial symmetry of an ideal fiber is usually violated by various disadvantages, such as asymmetric lateral stress and a non-circular core. As a result, two polarization states propagate with different propagation constants. The difference between the propagation constants is called birefringence, and the birefringence value is determined by calculating the difference in the propagation constants of two orthogonal modes.

Двойное лучепреломление является причиной поляризационного состояния света, распространяющегося в волокне, для того чтобы развить периодичность вдоль длины волокна. В дополнение к причине, вызывающей периодические изменения в поляризационном состоянии света, проходящего в волокне, присутствие двойного лучепреломления означает, что два состояния поляризации проходят при различных групповых скоростях распространения волны, различие, увеличивающееся как двойное лучепреломление, увеличивается. Дифференциальное время задержки между двумя состояниями поляризации называется поляризационной модовой дисперсией (PMD).Birefringence causes the polarization state of the light propagating in the fiber in order to develop periodicity along the length of the fiber. In addition to the cause of periodic changes in the polarization state of the light passing through the fiber, the presence of birefringence means that two states of polarization pass at different group wave propagation velocities, the difference increasing as birefringence increases. The differential delay time between two polarization states is called polarization mode dispersion (PMD).

PMD является причиной искажения сигнала, и, таким образом, является неблагоприятным для высокоскоростной и аналоговой коммуникационных систем.PMD is a cause of signal distortion, and thus is unfavorable for high-speed and analog communication systems.

PMD может быть уменьшено скручиванием волокна.PMD can be reduced by twisting the fiber.

Для цели настоящего описания и формулы изобретения, скручиванием волокон называется применение скручивания вдоль осей оптических волокон; в более частном случай, если иначе не оговорено, в настоящем описании и формуле изобретения скручиванием волокон называется переменное применение скручивания в противоположных направлениях ("переменное скручивание"), т.е. волокно имеет несколько оборотов в одном направлении, за которыми следует несколько оборотов в противоположном направлении. Предпочтительным является то, что когда применяется такое переменное скручивание, общее скручивание в полученном волокне, в общем, имеет нулевое значение или имеет очень маленькую величину.For the purpose of the present description and claims, fiber twisting refers to the use of twisting along the axes of optical fibers; in a more particular case, unless otherwise specified, in the present description and claims the twisting of fibers refers to the variable use of twisting in opposite directions ("variable twisting"), i.e. the fiber has several revolutions in one direction, followed by several revolutions in the opposite direction. It is preferable that when such a variable twist is applied, the total twist in the resulting fiber is generally zero or very small.

В процессе скручивания волокно подвергается вращению вокруг собственной оси в одном направлении от нуля до максимальной величины вращения (спин/м), остается при такой максимальной величине вращения и затем вращение уменьшается до нуля и далее до отрицательной величины вращения, т.е. вращения в противоположном направлении.In the process of twisting, the fiber undergoes rotation around its own axis in one direction from zero to the maximum value of rotation (spin / m), remains at this maximum value of rotation, and then the rotation decreases to zero and then to a negative value of rotation, i.e. rotation in the opposite direction.

Функция, которая описывает такое изменение вращения во времени, называется спин-функцией.The function that describes such a change in rotation over time is called a spin function.

Применяемая спин-функция и полученная спин-функция обычно различаются в зависимости от различных факторов процесса и применяемого устройства, которое включает, например, тип применяемой спин-функции, конструктивные особенности устройства для скручивания, например, может происходить возможное проскальзывание волокон или подобное, общая ответная реакция башни для вытягивания волокна и т.д.The spin function used and the spin function obtained usually differ depending on various process factors and the device used, which includes, for example, the type of spin function used, the design features of the twisting device, for example, possible fiber slippage or the like, a common response reaction towers for drawing fibers, etc.

US 5298047 раскрывает способ получения оптического волокна, как правило, одномодового волокна, которое может применяться для производства волокна, имеющего низкое PMD. Способ включает обеспечение традиционной преформы оптического волокна, нагревание, по меньшей мере, части преформы до традиционной температуры протягивания, и протягивание оптического волокна из нагретой преформы таким образом, что скрутка отпечатывается на волокне. Скрутка «отпечатывается» на волокне, если это вызывает деформацию при кручении волокнистого материала в нагретой зоне, причем деформацией замораживается в волокне, так что волокно демонстрирует длительный "спин", т.е. длительную деформацию кручения.US 5,298,047 discloses a method for producing an optical fiber, typically a single-mode fiber, which can be used to produce a fiber having a low PMD. The method includes providing a conventional optical fiber preform, heating at least a portion of the preform to a conventional drawing temperature, and drawing the optical fiber from a heated preform so that the curl is printed onto the fiber. The twist is “imprinted” on the fiber if this causes deformation during torsion of the fibrous material in the heated zone, and deformation is frozen in the fiber, so that the fiber exhibits a long “spin”, i.e. long torsional deformation.

ЕР 0785913 раскрывает способ, в котором скручивание применяется к волокну посредством пропускания волокна между парой колес, которые вращаются во взаимно противоположных направлениях и перемещаются назад и вперед относительно друг друга в направлении, по существу, перпендикулярному к направлению перемещения волокна через колеса; колеса располагаются таким образом, что волокно движется, по существу, тангенциально к кривой поверхности самих колес и сдавливается там между ними, для того чтобы получить силу трения, необходимую для проведения скручивания и получения скручивающего действия.EP 0785913 discloses a method in which twisting is applied to a fiber by passing fiber between a pair of wheels that rotate in mutually opposite directions and move back and forth relative to each other in a direction substantially perpendicular to the direction of movement of the fiber through the wheels; the wheels are arranged in such a way that the fiber moves essentially tangentially to the curved surface of the wheels themselves and is squeezed there between them in order to obtain the friction force necessary for twisting and obtaining a twisting action.

Согласно данному документу при сдавливающем действии, которое вызывает скручивание волокна, следует только быть уверенным, что волокно вращается между колесами без проскальзывания волокна. Сдавливание должно контролироваться для того, чтобы избежать избыточного сдавливания, приводящего к механическому напряжению на волокне.According to this document, with the compressive action that causes the fiber to curl, you should only be sure that the fiber rotates between the wheels without slipping the fiber. The compression should be controlled in order to avoid excessive compression, resulting in mechanical stress on the fiber.

Однако заявитель наблюдал, что когда к волокну применяется скручивание с помощью сдавливания того же волокна между двумя роликами, применяемое давление является критическим параметром, в котором избыточное давление является причиной повреждения оптических волокон, в то время как более низкие значения давление все больше вызывают проскальзывание волокон, что приводит к скручиванию в волокне, которое в значительной степени отличается от применяемого скручивания, с плохой воспроизводимостью в промышленном процессе. В частности, заявитель заметил, что на процесс вытягивания/скручивания оказывает влияние сдавливание оптического волокна между роликами, часто приводящее к тому, что в оптическом волокне обеспечивается спин-функция, не являющаяся постоянной вдоль длины волокна и не являющаяся постоянной и для последующих волокон, произведенных со сходными параметрами скручивания.However, the applicant has observed that when twisting is applied to the fiber by squeezing the same fiber between the two rollers, the applied pressure is a critical parameter in which overpressure causes damage to the optical fibers, while lower pressure values cause the fibers to slip more and more. which leads to twisting in the fiber, which is significantly different from the twisting used, with poor reproducibility in the industrial process. In particular, the applicant noted that the process of stretching / twisting is influenced by the squeezing of the optical fiber between the rollers, often leading to the spin function being provided in the optical fiber, which is not constant along the length of the fiber and is not constant for subsequent fibers produced with similar twisting parameters.

В рамках настоящего изобретения заявитель осознал, что эффективное скручивание может воспроизводимо применяться к волокну без сдавливания волокна между двумя роликами, если трение, которое требуется для того, чтобы вызвать необходимое вращение волокна, получается путем увеличения поверхности контактирования между волокном и роликом помимо точечно-подобного контакта, полученного в случае тангенциального контакта волокна с роликами.In the framework of the present invention, the applicant has realized that effective twisting can be reproducibly applied to the fiber without squeezing the fiber between the two rollers, if the friction required to cause the fiber to rotate is obtained by increasing the contact surface between the fiber and the roller in addition to the point-like contact obtained in the case of tangential contact of the fiber with the rollers.

В частности, заявителем обнаружено, что устройство для скручивания и способ, в котором скрученное волокно накручивается с помощью данной дуги вокруг, по меньшей мере, одного крутильного ролика, предпочтительно двух крутильных роликов, расположенных друг от друга на расстоянии, большем, чем диаметр оптического волокна, которые обеспечивают оптическое волокно с величиной скручивания существенно более постоянной вдоль оптического волокна, по сравнению с той, которая получена в способах предыдущего уровня техники, не вызывая какого-либо значительного повреждения оптических волокон.In particular, it has been found by the applicant that a twisting device and a method in which a twisted fiber is wound with a given arc around at least one torsion roller, preferably two torsion rollers spaced apart from each other greater than the diameter of the optical fiber which provide an optical fiber with a twisting value substantially more constant along the optical fiber, compared with that obtained in the methods of the prior art, without causing any sign Significant damage to optical fibers.

Из уровня техники известны также документы JP 10310456, JP 2003-137587 и JP 2000-143277.Documents JP 10310456, JP 2003-137587 and JP 2000-143277 are also known in the art.

В рамках настоящего описания и формулы изобретения, которые приведены далее, за исключением случаев, когда конкретно указано иное, все числа, выражающие значения, количества, проценты и так далее, приведены, чтобы было понятно, как они изменяются во всех примерах с помощью термина "приблизительно". Также все интервалы включают в себя любую комбинацию из раскрытых точек с максимальным и минимальным значением, и включают любые промежуточные интервалы из них, которые здесь могут или не могут быть специально перечислены.In the framework of the present description and claims, which are given below, unless otherwise specifically indicated, all numbers expressing values, quantities, percentages and so on, are given to make it clear how they change in all examples using the term " about". Also, all intervals include any combination of the disclosed points with a maximum and minimum value, and include any intermediate intervals from them that may or may not be specifically listed here.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу производства оптического волокна, включающего стадии:In a first aspect, the present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber, comprising the steps of:

протягивания волокна из нагретой преформы, приложение тяговой силы к волокну;pulling the fiber from the heated preform, the application of traction force to the fiber;

скручивание волокна в то время, когда оно вытягивается, причем стадия скручивания волокна включает промежуточные стадии:twisting the fiber while it is stretching, the fiber twisting step comprising intermediate steps:

накручивание волокон на крутильный ролик дугой накручивания, так что между волокном и крутильным роликом развивается сила трения, которая является результатом действия вышеупомянутой дуги накручивания и вышеупомянутой тяговой силы;winding the fibers onto the torsion roller with a twisting arc, so that a friction force develops between the fiber and the twisting roller, which is the result of the aforementioned twisting arc and the aforementioned traction force;

аксиального смещения вышеупомянутого крутильного ролика, так что это вызывает накручивание волокна поверх поверхности крутильного ролика с помощью вышеупомянутой силы трения.axially displacing the aforementioned torsion roller, so that this causes the fiber to wind over the surface of the torsion roller using the aforementioned friction force.

Предпочтительно, чтобы способ производства оптического волокна включал стадии:Preferably, the optical fiber manufacturing method includes the steps of:

протягивания волокна из нагретой преформы приложением тяговой силы к волокну;pulling the fiber from the heated preform by applying traction to the fiber;

скручивания волокна, когда оно вытягивается, в котором стадия скручивания волокна включает промежуточные стадии;twisting the fiber when it is stretched, in which the step of twisting the fiber includes intermediate stages;

накручивания волокна на первый крутильный ролик с помощью первой дуги для накручивания, так что развивается сила трения между волокном и первым крутильным роликом, которая является результатом действия вышеупомянутой первой дуги для накручивания и вышеупомянутой тяговой силы;winding the fiber onto the first twisting roller using the first winding arc, so that a friction force between the fiber and the first twisting roller develops, which is the result of the aforementioned first winding arc and the aforementioned traction force;

накручивание волокна на второй крутильный ролик, так что развивается сила трения между волокном и вторым крутильным роликом, которая является результатом действия вышеупомянутой второй дуги для накручивания и вышеупомянутой тяговой силы, первый и второй крутильные ролики расположены напротив друг друга по отношению к волокну;winding the fiber onto the second twisting roller, so that a friction force between the fiber and the second twisting roller develops, which is the result of the aforementioned second winding arc and the aforementioned traction force, the first and second twisting rollers are located opposite each other with respect to the fiber;

аксиальное смещение вышеупомянутого первого крутильного ролика и вышеупомянутого второго крутильного ролика одного относительно другого, с тем чтобы это вызывало накручивание волокна поверх первой и второй поверхности крутильного ролика с помощью вышеупомянутой силы трения.the axial displacement of the aforementioned first torsion roller and the aforementioned second torsion roller relative to one another so that this causes the fiber to wind over the first and second surfaces of the torsion roller using the aforementioned friction force.

Предпочтительно, чтобы вышеупомянутый первый крутильный ролик и вышеупомянутый второй крутильный ролик смещались в противоположных направлениях.Preferably, the aforementioned first torsion roller and the aforementioned second torsion roller are displaced in opposite directions.

В предпочтительном варианте осуществления способ настоящего изобретения дополнительно содержит стадию направления волокна на вертикальную плоскость, перпендикулярную оси крутильного ролика, по меньшей мере, до проведения стадии накручивания волокна на крутильный ролик.In a preferred embodiment, the method of the present invention further comprises the step of directing the fiber to a vertical plane perpendicular to the axis of the torsion roller, at least prior to the step of twisting the fiber onto the torsion roller.

В частности, стадия направления волокна в вертикальную плоскость, перпендикулярную оси крутильного ролика, включает принуждение волокна к прохождению между парой направляющих роликов.In particular, the step of directing the fiber in a vertical plane perpendicular to the axis of the torsion roller includes forcing the fiber to pass between a pair of guide rollers.

Более предпочтительно, если способ настоящего изобретения включает стадию направления волокна в вертикальную плоскость, перпендикулярную оси крутильного ролика как до, так и после проведения стадии накручивания волокна на крутильный ролик.More preferably, if the method of the present invention includes the step of directing the fiber in a vertical plane perpendicular to the axis of the torsion roller both before and after the step of winding the fiber onto the torsion roller.

Во втором аспекте, настоящее изобретение относится к устройству для скручивания оптического волокна, вытянутого в направлении протягивания,In a second aspect, the present invention relates to a device for twisting an optical fiber elongated in the pull direction,

включающему первый и второй параллельные крутильные ролики, имеющие, по существу, цилиндрические внешние поверхности, причем вышеупомянутые крутильные ролики:comprising first and second parallel torsion rollers having substantially cylindrical outer surfaces, the aforementioned torsion rollers:

разнесены друг от друга вдоль вышеупомянутого направления протягивания,spaced apart along the aforementioned pull direction,

по меньшей мере, частично перекрываются вдоль вышеупомянутого направления протягивания, с тем чтобы волокно вытягивалось через это для образования дуги для накручивания поверх внешней поверхности, по меньшей мере, одного из вышеупомянутых крутильных роликов;at least partially overlapping along the aforementioned drawing direction so that the fiber is pulled through it to form an arc for winding over the outer surface of at least one of the aforementioned torsion rollers;

образуют зазор между их внешними поверхностями, который является большим, чем внешний диаметр оптического волокна; иform a gap between their outer surfaces, which is larger than the outer diameter of the optical fiber; and

механизм возвратно-поступательного движения, оперативно связанный с вышеупомянутыми крутильными роликами для их аксиального, попеременного перемещения.reciprocating mechanism operatively associated with the aforementioned torsion rollers for their axial, alternating movement.

Предпочтительно, чтобы оси вышеупомянутых параллельных крутильных роликов имели оси, лежащие в общей плоскости, образуя угол (α₁) по отношению к плоскости ортогональной к направлению протягивания.Preferably, the axes of the aforementioned parallel torsion rollers have axes lying in a common plane, forming an angle (α ₁ ) with respect to the plane orthogonal to the direction of pulling.

Предпочтительно, угол α₁ имеет значение от 25° до 35°, более предпочтительно от 27 до 31°.Preferably, the angle α ₁ is from 25 ° to 35 °, more preferably from 27 to 31 °.

Предпочтительно, вышеупомянутая дуга накручивания имеет протяженность от 1,5% до 5% от окружности крутильного ролика.Preferably, the aforementioned wrap arc has a length of from 1.5% to 5% of the circumference of the torsion roller.

Предпочтительно, чтобы зазор между крутильными роликами устройства изобретения имел от 1,5 до 2,5 мм, более предпочтительно значение ширины от 1,9 до 2,1 мм.Preferably, the clearance between the torsion rollers of the device of the invention is between 1.5 and 2.5 mm, more preferably between 1.9 and 2.1 mm wide.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения устройство настоящего изобретения включает, по меньшей мере, одну пару параллельных направляющих роликов с осями, лежащими в горизонтальных плоскостях и перпендикулярными к оси вышеупомянутых крутильных роликов.In a preferred embodiment of the invention, the device of the present invention includes at least one pair of parallel guide rollers with axes lying in horizontal planes and perpendicular to the axis of the aforementioned torsion rollers.

Более предпочтительно, чтобы устройство настоящего изобретения включало две пары направляющих роликов, расположенные соответственно выше и ниже пары крутильных роликов.More preferably, the device of the present invention includes two pairs of guide rollers located respectively above and below the pair of torsion rollers.

Предпочтительно, чтобы поверхность крутильных роликов имела покрытие с усиленным коэффициентом трения, например резину.Preferably, the surface of the twisting rollers has a coating with enhanced coefficient of friction, for example rubber.

Предпочтительно, крутильные ролики прикрепляются с помощью вращающихся шпинделей к соответствующим поворотным рамкам.Preferably, the twisting rollers are attached by means of rotating spindles to the respective pivoting frames.

Преимущественно, вышеупомянутые поворотные рамки поддерживаются стойками с помощью соответствующих поворотных шпинделей.Advantageously, the aforementioned pivoting frames are supported by the uprights using corresponding pivoting spindles.

Преимущественно, вышеупомянутые стойки фиксируются на салазках, каждая из которых способна двигаться, например, вдоль пары рельсовых дорожек.Advantageously, the aforementioned racks are fixed on a slide, each of which is capable of moving, for example, along a pair of rail tracks.

Предпочтительно, вышеупомянутые рельсовые дорожки располагаются параллельно оси вращения вращающихся шпинделей крутильных роликов.Preferably, the aforementioned rail tracks are parallel to the axis of rotation of the rotating spindles of the twisting rollers.

Пары рельсовых дорожек могут быть прикреплены к опорной плите.Pairs of rail tracks can be attached to the base plate.

Преимущественно, вышеупомянутая опорная плита прикреплена к башне для вытягивания волокна.Advantageously, the aforementioned support plate is attached to the fiber drawing tower.

Предпочтительно, чтобы вышеупомянутая опорная плита имела отверстие. В более предпочтительном варианте осуществления изобретения вышеупомянутое отверстие имеет удлиненную форму, например прямоугольную, с более длинной стороной, параллельной оси вращения вращающихся шпинделей крутильных роликов.Preferably, the aforementioned base plate has an opening. In a more preferred embodiment of the invention, the aforementioned hole has an elongated shape, for example a rectangular one, with a longer side parallel to the axis of rotation of the rotating spindles of the twisting rollers.

Преимущественно, вышеупомянутая более длинная сторона отверстия имеет такую длину, которая позволяет волокну двигаться по существу свободно, в то время как крутильные ролики поворачиваются.Advantageously, the aforementioned longer side of the hole is of such a length that allows the fiber to move substantially freely while the torsion rollers rotate.

В предпочтительном варианте осуществления устройство изобретения содержит устройство регулирования положения, необходимое для того, чтобы устанавливать расстояние крутильных роликов друг от друга.In a preferred embodiment, the device of the invention comprises a position control device necessary to set the distance of the twisting rollers from each other.

В качестве дополнительной возможности один из крутильных роликов прикреплен к опорной плите.As an added option, one of the twisting rollers is attached to the base plate.

В предпочтительном варианте осуществления устройства изобретения салазки, несущие крутильные ролики, оперативно соединены с механизмом возвратно-поступательного движения.In a preferred embodiment of the device of the invention, the slide supporting the torsion rollers is operatively connected to the reciprocating mechanism.

Предпочтительно, механизм возвратно-поступательного движения содержит, по меньшей мере, два соединительных элемента, каждый для одной из салазок, соединяющий салазки с двигателем в данном способе, что приводит их в движение, причем салазки двигаются поочередно.Preferably, the reciprocating mechanism comprises at least two connecting elements, each for one of the rails, connecting the rails to the engine in this method, which sets them in motion, the rails moving alternately.

Дополнительные подробности могут быть получены из следующего описания, не ограничивающего изобретение, примера варианта осуществления предмета настоящего изобретения, который обеспечен ссылкой к сопроводительным чертежам, в которых:Additional details can be obtained from the following description, not limiting the invention, an example embodiment of the subject of the present invention, which is provided by reference to the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 показывает схему линии протягивания волокна, включающую устройство для скручивания, осуществляющее способ согласно настоящему изобретению;Figure 1 shows a diagram of a fiber drawing line including a twisting device implementing the method of the present invention;

Фиг.2 показывает схематическое изображение в перспективе устройства для скручивания согласно настоящему изобретению, с оптическим волокном, проходящим через него;Figure 2 shows a schematic perspective view of a twisting device according to the present invention, with an optical fiber passing through it;

Фиг.3 показывает схематическое изображение в перспективе предпочтительного варианта осуществления устройства для скручивания согласно настоящему изобретению;Figure 3 shows a schematic perspective view of a preferred embodiment of a twisting apparatus according to the present invention;

Фиг.4 показывает изображение в перспективе, частично в поперечном сечении устройства для скручивания Фиг.4;FIG. 4 shows a perspective view, partially in cross-section, of the twisting apparatus of FIG. 4;

Фиг.5 показывает вид сверху вращателя Фиг.4;Figure 5 shows a top view of the rotator of Figure 4;

Фиг.6 показывает вид сбоку части поперечного сечения вращателя фиг.4;FIG. 6 shows a side view of a portion of a cross section of the rotator of FIG. 4;

Фиг.7 показывает максимальное спиновое распределение в продукте, полученном в устройстве для скручивания и способом согласно предыдущему уровню техники;Fig.7 shows the maximum spin distribution in the product obtained in the device for twisting and the method according to the prior art;

Фиг.8 показывает максимальное спиновое распределение в продукте, полученном в устройстве для скручивания и способом согласно настоящему изобретению.Fig. 8 shows the maximum spin distribution in the product obtained in the twisting device and the method according to the present invention.

Фиг.1 показывает схему линии протягивания волокна. Волокно вытягивается вдоль направления Y-Y, которое является в основном вертикальным. Также показано направление Х-Х, ортогональное к направлению протягивания.Fig. 1 shows a diagram of a fiber drawing line. The fiber extends along the Y-Y direction, which is mostly vertical. Also shown is the direction XX, orthogonal to the direction of the pull.

Если не предписано иначе, то в последующем описании направление протягивания Y-Y будет рассматриваться как вертикальное.Unless otherwise specified, in the following description, the y-y pull direction will be considered vertical.

Оптическое волокно F вытягивается из преформы 1, нагретой до температуры плавления или до состояния размягчения в печи 1а.The optical fiber F is pulled from a preform 1 heated to a melting point or to a softening state in the furnace 1a.

После вытягивания волокно охлаждается в устройстве 1с, и после этого на него наносится покрытие с помощью устройства для нанесения покрытия 1b, которое наносится, как правило, по вертикальной линии, вдоль которой волокно вытягивается.After drawing, the fiber is cooled in the device 1c, and then coated with a coating device 1b, which is usually applied in a vertical line along which the fiber is drawn.

Волокно с нанесенным покрытием F впоследствии поступает во вращатель S.The coated fiber F subsequently enters the rotator S.

После вращателя S волокно вытягивается с помощью устройства для протягивания 1d, такого как лентопротяжной механизм, вытягивающий ролик, лента протягивающего устройства или тому подобное, которые гарантируют, что волокно вытягивается при линейной скорости VF.After the rotator S, the fiber is drawn by means of the pulling device 1d, such as a tape drive, a pulling roller, a tape of a pulling device or the like, which ensures that the fiber is drawn at a linear speed VF.

Вращатель S включает первую пару направляющих роликов 2а, расположенных перед устройством для скручивания SP, и вторую пару направляющих роликов 2b, расположенных после вышеупомянутого устройства для скручивания.The rotator S includes a first pair of guide rollers 2a located in front of the twisting device SP, and a second pair of guide rollers 2b located after the aforementioned twisting device.

Устройство для скручивания SP включает параллельные крутильные ролики. 3а, 3b с соответствующими осями вращения, лежащими на общей плоскости А, образующей угол α₁ (см. Фиг.1) с плоскостью, перпендикулярной к продольным осям, вдоль которых вытягивается оптическое волокно.The device for twisting SP includes parallel twisting rollers. 3a, 3b with corresponding rotation axes lying on a common plane A forming an angle α ₁ (see FIG. 1) with a plane perpendicular to the longitudinal axes along which the optical fiber is drawn.

В данном примере угол α₁ имеет величину приблизительно 29°. Как правило, такой угол находится в интервале 25-35°, предпочтительно между 27-31°.In this example, the angle α ₁ has a value of approximately 29 °. Typically, such an angle is in the range of 25-35 °, preferably between 27-31 °.

В данном примере крутильные ролики 3а, 3b имеют радиус 25 мм и длину 40 мм. Оси крутильных роликов 3а, 3b располагаются друг от друга на расстоянии 52 мм, таким образом, оставляя зазор G шириной 2 мм, и это означает, что зазор G приблизительно в 8 раз больше, чем диаметр оптического волокна с нанесенным покрытием.In this example, the twisting rollers 3a, 3b have a radius of 25 mm and a length of 40 mm. The axes of the twisting rollers 3a, 3b are spaced 52 mm apart, thus leaving a gap G of a width of 2 mm, and this means that the gap G is approximately 8 times larger than the diameter of the coated optical fiber.

Поскольку зазор G между крутильными роликами 3а, 3b значительно шире, чем диаметр оптического волокна с нанесенным покрытием, составляющий, как правило, приблизительно 250 мкм, последнее никогда не зажимается между роликами, таким образом, избегая повреждения волокна и минимизируя протирание и изнашивание роликов.Since the gap G between the twisting rollers 3a, 3b is much wider than the diameter of the coated optical fiber, which is typically approximately 250 μm, the latter is never clamped between the rollers, thereby avoiding fiber damage and minimizing the rubbing and wear of the rollers.

Крутильные ролики 3а, 3b свободно вращаются вокруг их оси с минимальным трением.Twisting rollers 3a, 3b freely rotate around their axis with minimal friction.

Когда волокно вытягивается через вышеупомянутые крутильные ролики 3а, 3b, оно направляет вращение крутильных роликов в противоположных направлениях, и это означает, что когда крутильный ролик вращается по часовой стрелке, другой ролик вращается против часовой стрелки. Крутильные ролики 3а, 3b поддерживаются соответствующими рамками, связанными с механизмом возвратно-поступательного движения, с помощью которого они аксиально перемещаются назад и вперед, в противофазе друг к другу, как лучше описано далее.When the fiber is pulled through the aforementioned spinning rollers 3a, 3b, it directs the rotation of the spinning rollers in opposite directions, and this means that when the spinning roller rotates clockwise, the other roller rotates counterclockwise. The torsion rollers 3a, 3b are supported by corresponding frames associated with a reciprocating movement mechanism by which they axially move back and forth, in antiphase to each other, as best described below.

В описанном в качестве примера варианте осуществления изобретения для получения приблизительно двенадцати волокон, которые переворачиваются перед изменением направления, применяется ход 10 мм. Обычно устройство позволяет отрегулировать ход для различных операций вращения.In the exemplary embodiment described, a 10 mm stroke is used to produce approximately twelve fibers that are turned over before changing direction. Typically, the device allows you to adjust the stroke for various rotation operations.

В процессе работы вытянутое волокно F контактирует с внешней поверхностью верхнего крутильного ролика 3а и накручивается вокруг такого ролика дугой, контактирует с внешней поверхностью нижнего крутильного ролика 3b и накручиваются вокруг такого ролика дугой, затем продолжается параллельно линии протягивания и с малым смещением относительно предыдущей. При такой геометрии волокно накручивается на поверхность каждого крутильного ролика 3а, 3b дугой α2 приблизительно 13°, соответствующей длины окружности приблизительно 5,7 мм, т.е. приблизительно 3,5% от окружности ролика.In the process, the elongated fiber F is in contact with the outer surface of the upper torsion roller 3a and is wound around such a roller by an arc, is in contact with the outer surface of the lower torsion roller 3b and is wound around such a roller by an arc, then continues parallel to the pull line and with a small offset relative to the previous one. With this geometry, the fiber is wound onto the surface of each torsion roller 3a, 3b with an arc α2 of approximately 13 °, corresponding to a circumference of approximately 5.7 mm, i.e. approximately 3.5% of the circumference of the roller.

Из-за накручивания вокруг крутильного ролика 3а, 3b линия протягивания волокна d2 крутильного ролика нисходящего потока 3b смещается на расстояние D, имеющее значение приблизительно 4,5 мм по отношению к линии протягивания волокна d₁ крутильного ролика нисходящего потока 3а.Due to the winding around the torsion roller 3a, 3b, the drafting line d2 of the downdraft torsion roller 3b is shifted by a distance D of approximately 4.5 mm with respect to the drafting line d8 _{of the} torsion roller downstream 3a.

Крутильные ролики для восходящего потока и нисходящего потока 3а, 3b и две пары параллельных направляющих ролика 2а, 2b располагаются соответственно так, что их оси перпендикулярны осям крутильных роликов 3а, 3b, лежат в плоскости, перпендикулярной к линии протягивания, как правило, горизонтальной (что видно в перспективном изображении фиг.2).The torsion rollers for the upward flow and the downward flow 3a, 3b and two pairs of parallel guide rollers 2a, 2b are arranged respectively so that their axes are perpendicular to the axes of the twisting rollers 3a, 3b, lie in a plane perpendicular to the pull line, usually horizontal (which seen in the perspective image of figure 2).

Ролики каждой пары направляющих роликов 2а, 2b находятся один от другого на расстоянии приблизительно 1 мм и располагаются так, чтобы волокно проходило между ними, как показано на фиг.2.The rollers of each pair of guide rollers 2a, 2b are located one from another at a distance of approximately 1 mm and are arranged so that the fiber passes between them, as shown in figure 2.

Пары направляющих роликов 2а, 2b свободно вращаются вокруг своей оси и поддерживаются соответствующими рамками (не показано), так что их оси остаются зафиксированными по отношению к башне для вытягивания волокна в целом.The pairs of guide rollers 2a, 2b freely rotate around their axis and are supported by appropriate frames (not shown), so that their axes remain fixed relative to the tower for drawing the fiber as a whole.

В описанном варианте осуществления изобретения плоскость оси верхней пары направляющих роликов 2а находится на расстоянии 140 мм от осей верхних крутильных роликов 3а и плоскость осей нижней пары направляющих роликов 2b находится на расстоянии 170 мм ниже от осей. нижнего крутильного ролика 3b.In the described embodiment, the axis plane of the upper pair of guide rollers 2a is at a distance of 140 mm from the axes of the upper torsion rollers 3a and the plane of the axes of the lower pair of guide rollers 2a is at a distance of 170 mm below the axes. lower torsion roller 3b.

Пары направляющих роликов 2а, 2b расположены на одной линии, так что волокно, проходящее через зазор шириной 1 мм между роликами, по существу, находится в той же вертикальной плоскости пары роликов, применяемых для создания восходящего потока и нисходящего потока.The pairs of guide rollers 2a, 2b are aligned, so that the fiber passing through a 1 mm wide gap between the rollers is essentially in the same vertical plane of the pair of rollers used to create the upward flow and the downward flow.

Пары роликов 2а, 2b имеют функции предотвращения отклонения, вызываемого движением крутильных роликов 3а, 3b, таким образом, поддерживая волокно выровненным по одной линии в общей вертикальной плоскости для восходящего потока и нисходящего потока вращателя S и предотвращения возможного распространения вибраций вдоль волокна.The pairs of rollers 2a, 2b have the function of preventing deflection caused by the movement of the twisting rollers 3a, 3b, thus keeping the fiber aligned in a single line in a common vertical plane for the upward and downward flow of the rotator S and to prevent the possible propagation of vibrations along the fiber.

Например, пары направляющих роликов 2а, 2b изготовлены из алюминия; они являются цилиндрическими с гладкой поверхностью. При проведении операции волокно вытягивается между крутильными роликами 3а, 3b и последовательно контактирует с ними. Поскольку ролики расположены аксиально, вытянутое волокно вращается поверхностями крутильных роликов 3а, 3b благодаря силе трения, вызываемой тяговой силой волокна и накручивания длины волокна вокруг роликов.For example, pairs of guide rollers 2a, 2b are made of aluminum; they are cylindrical with a smooth surface. During the operation, the fiber is pulled between the torsion rollers 3a, 3b and is subsequently in contact with them. Since the rollers are axially arranged, the elongated fiber rotates on the surfaces of the twisting rollers 3a, 3b due to the frictional force caused by the traction force of the fiber and the winding length of the fiber around the rollers.

Аксиальное перемещение крутильных роликов 3а, 3b также является причиной бокового сопротивления на волокне в дополнение к его вращению, и это приводит к отклонению волокна от линии вертикального протягивания Y-Y, как показано на фиг.2. Например, в прошедшем испытание варианте осуществления изобретения, величина отклонения составляет 2,5 мм, что соответствует приблизительно 25% ходу ролика для процесса данного в качестве примера при частоте 3,8 Гц, скорости протягивания 18 м/с, и 100 г натяжения протягивания.The axial movement of the twisting rollers 3a, 3b also causes lateral resistance on the fiber in addition to its rotation, and this leads to the deviation of the fiber from the vertical line Y-Y, as shown in Fig.2. For example, in the tested embodiment, the deviation is 2.5 mm, which corresponds to approximately 25% of the roller stroke for the process given as an example at a frequency of 3.8 Hz, a pull speed of 18 m / s, and 100 g of pull pull.

Предпочтительный вариант осуществления скручивающего устройства SP согласно настоящему изобретению представлен на фиг.3-6, на которых две пары параллельных направляющих роликов 2а, 2b опущены для упрощения.A preferred embodiment of the twisting device SP according to the present invention is shown in FIGS. 3-6, in which two pairs of parallel guide rollers 2a, 2b are omitted to simplify.

Крутильные ролики 3а, 3b прикрепляются с помощью вращающихся шпинделей 4а, 4b к соответствующим опорным рамам 5а, 5b, которые, в свою очередь, поддерживаются стойками 6а, 6b с помощью соответствующих опорных шпинделей 7а, 7b. В свою очередь, стойки 6а, 6b фиксируются на салазках 8а, 8b, каждые из которых двигаются по паре рельсовых дорожек 9а, 9b, вышеупомянутые рельсовые колеи 9а, 9b располагаются параллельно оси вращения шпинделей 4а, 4b крутильных роликов 3а, 3b.The twisting rollers 3a, 3b are attached by means of rotating spindles 4a, 4b to the respective support frames 5a, 5b, which, in turn, are supported by the uprights 6a, 6b by means of the corresponding support spindles 7a, 7b. In turn, the posts 6a, 6b are fixed on the rails 8a, 8b, each of which moves along a pair of rail tracks 9a, 9b, the aforementioned rail tracks 9a, 9b are parallel to the axis of rotation of the spindles 4a, 4b of the twisting rollers 3a, 3b.

Пары рельсовых дорожек 9а, 9b прикрепляются к опорной плите 10.The pairs of rail tracks 9a, 9b are attached to the base plate 10.

Опорная плита 10 вместе с рабочей платформой 100 (фиг.5) применяется для поддержания части устройства для скручивания, показанного на Фиг.3-6, закрепленного на башне для вытягивания волокна.The base plate 10, together with the working platform 100 (FIG. 5), is used to support a portion of the twisting device shown in FIGS. 3-6, mounted on a fiber drawing tower.

Опорная плита 10 имеет отверстие 10а, по существу, прямоугольной формы, в котором большая сторона параллельна оси вращения вращающихся шпинделей 4a, 4b крутильных роликов 3а, 3b. Большая сторона отверстия 10а имеет длину, подходящую для того, чтобы позволить волокну двигаться свободно, в то время как вращатель роликов 3а, 3b перемещается, двигаясь вдоль пары рельсовых дорожек 9а, 9b, как объясняется в дополнительных подробностях здесь ниже.The base plate 10 has an opening 10a of a substantially rectangular shape in which the large side is parallel to the axis of rotation of the rotating spindles 4a, 4b of the twisting rollers 3a, 3b. The large side of the hole 10a has a length suitable to allow the fiber to move freely, while the rotator of the rollers 3a, 3b moves, moving along a pair of rail tracks 9a, 9b, as explained in further detail hereinafter.

Устройство содержит устройство регулирования положения, например, как описанное далее. Т-вертикальная часть 11 подпорной стенки выступает вверх от рамки 5b. Т-вертикальная часть 11 подпорной стенки опирается на вершину блока 12, который держит малое колесо 13 с осью, перпендикулярной вращающимся шпинделям 4а, 4b. Положение малого колеса 13 по отношению к блоку 12 может быть отрегулировано болтом 11а.The device comprises a position control device, for example, as described below. The T-vertical portion 11 of the retaining wall protrudes upward from the frame 5b. The T-vertical part 11 of the retaining wall rests on the top of the block 12, which holds the small wheel 13 with an axis perpendicular to the rotating spindles 4a, 4b. The position of the small wheel 13 with respect to the block 12 can be adjusted with a bolt 11a.

Малое колесо 13 контактирует с U-образной рамкой 14, выступающей вверх от опорной плиты 10.The small wheel 13 is in contact with the U-shaped frame 14, protruding upward from the base plate 10.

Посредством вращения болта 11а малое колесо 13 движется, например, в направлении U-образной рамки 14, или из нее и, вследствие этого, крутильный ролик 3b движется, смещаясь относительно крутильного ролика 3а.By rotating the bolt 11a, the small wheel 13 moves, for example, in or out of the U-shaped frame 14 and, as a result, the torsion roller 3b moves, displaced relative to the torsion roller 3a.

Такое движение может быть полезным или для регулирования относительного положения крутильных роликов 3а, 3b, и/или для облегчения протягивания оптических волокон через отверстие 10а перед началом процесса вытягивания/скручивания.Such a movement may be useful either for adjusting the relative position of the twisting rollers 3a, 3b, and / or for facilitating the pulling of the optical fibers through the hole 10a before starting the pulling / twisting process.

В варианте осуществления изобретения, который изображен на фиг.3-6, рама 5а поддерживает крутильный ролик 3а так, чтобы он был зафиксирован; в альтернативном варианте, если необходимо, также положение рамы 5а и крутильного ролика 3а может быть отрегулировано, или один раз, например, в ходе наладки устройства, или в начале протягивания или даже при проведении процесса. В фиг.3 и 5, показан двигатель 15. Двигатель 15 приводит в действие коленчатый вал 16 посредством соединителя 17. Коленчатый вал 16 поддерживает два шатуна 18а, 18b, связанных соответственно с салазками 8а, 8b.In the embodiment of the invention shown in FIGS. 3-6, the frame 5a supports the twisting roller 3a so that it is locked; alternatively, if necessary, the position of the frame 5a and the twisting roller 3a can also be adjusted, either once, for example, during the adjustment of the device, or at the beginning of the pulling, or even during the process. 3 and 5, the engine 15 is shown. The engine 15 drives the crankshaft 16 by means of a connector 17. The crankshaft 16 supports two connecting rods 18a, 18b, respectively connected to the slide 8a, 8b.

Во время вращения коленчатый вал 16 и два шатуна 18а, 18b приводит к тому, что салазки 8а, 8b - и все участки, поддерживаемые в этой связи - двигаются поочередно друг за другом вдоль соответствующей пары рельсовых дорожек 9а, 9b.During rotation, the crankshaft 16 and two connecting rods 18a, 18b cause the slider 8a, 8b — and all sections supported in this connection — to move alternately one after the other along the corresponding pair of rail tracks 9a, 9b.

ПримерExample

Устройство и способ настоящего изобретения сравнивали с устройством, использующем ролики, производящие действие скручивания посредством сдавливания оптических волокон между ними. Выполнили десять процессов вытягивания/скручивания волокон, применяя сдавливающее роликовое устройство и десять, применяя вращательное устройство согласно настоящему изобретению. Каждый процесс выполнялся с преформой, производящей 200 км длины оптических волокон.The device and method of the present invention was compared with a device using rollers producing a twisting action by squeezing optical fibers between them. Ten processes of drawing / twisting the fibers were performed using a squeezing roller device and ten using a rotary device according to the present invention. Each process was carried out with a preform producing 200 km of optical fiber length.

Величину скручивания, применяемую к каждому волокну, измеряли с помощью измерителя скручивания волокна FSM, считывающего такое значение в непрерывно протекающем процессе и расположенного сразу ниже печи протягивания. Следует заметить, что из-за многих эффектов, связанных с протягиванием волокна и процессом наматывания, таких как упругое последействие сопротивлению скручиванию волокна, скольжение и т.д., определенная величина скручивания может не соответствовать волокну на моталке.The amount of twisting applied to each fiber was measured using an FSM fiber twist meter, which reads this value in a continuous process and is located immediately below the pull oven. It should be noted that due to many effects related to the pulling of the fiber and the winding process, such as the elastic aftereffect of the resistance to twisting of the fiber, sliding, etc., a certain amount of twisting may not correspond to the fiber on the coiler.

Результаты процесса вытягивания/скручивания согласно предыдущему уровню техники и результаты согласно настоящему изобретению показаны на фиг.7 и 8, соответственно, которые представлены.The results of the pull / twist process according to the prior art and the results according to the present invention are shown in FIGS. 7 and 8, respectively, which are presented.

Ход крутильных роликов имеет значение 10 мм и частота их реверса составляет 4 Гц. Скорость протягивания составляла 18 м/с.The progress of the twisting rollers is 10 mm and the frequency of their reverse is 4 Hz. The speed of pulling was 18 m / s.

Как показано на графике на фиг.1, определяемая максимальной скоростью спина, т.е. величиной скручивания, которое устройство способно придавать волокну, было распределено в большом диапазоне, так что приблизительно 66% длины полученного оптического волокна имеет величину скручивания в диапазоне 2,5-4 спин/м. Значительный процент длины скрученного оптического волокна (приблизительно 19%) имел максимальную величину скручивания в интервале 0,5-2,0 спин/м, и приблизительно 8% имела максимальную величину скручивания между 2 и 2,5 спин/м. Низкие проценты максимальных величин скручивание выше, чем 4 спин/м, вплоть до 6,5 спин/м также измеряли. Как видно из Фиг.8, процесс скручивания/протягивания согласно настоящему изобретению обеспечивает оптические волокна с распределением продукции в котором:As shown in the graph in figure 1, determined by the maximum spin speed, i.e. the amount of twisting that the device is capable of imparting fiber was distributed over a wide range, so that approximately 66% of the length of the obtained optical fiber has a twisting value in the range of 2.5-4 spin / m A significant percentage of the length of the twisted optical fiber (approximately 19%) had a maximum twist in the range of 0.5-2.0 spin / m, and approximately 8% had a maximum twist between 2 and 2.5 spin / m. Low percentages of maximum torsion magnitudes higher than 4 spin / m, up to 6.5 spin / m, were also measured. As can be seen from Fig. 8, the twisting / pulling process according to the present invention provides optical fibers with a product distribution in which:

- приблизительно 36% длины было скручено при 3,0-3,5 спин/м;- approximately 36% of the length was twisted at 3.0-3.5 spin / m;

- приблизительно 32% длины было скручено при 2,5-3,0 спин/м;- approximately 32% of the length was twisted at 2.5-3.0 spin / m;

- приблизительно 22% длины было скручено при 3,5-4,0 спин/м.- approximately 22% of the length was twisted at 3.5-4.0 spin / m.

Соответственно приблизительно 90% длины оптического волокна, полученного согласно уровню техники настоящего изобретения, имело максимальную величину скручивания в интервале 2,5-4 спин/м. Значения скручивания выше, чем 4 спин/м были меньше, чем 8%; значения скручивания ниже, чем 2,0 спин/м и выше, чем 5,5 спин/м, отсутствовали.Accordingly, approximately 90% of the length of the optical fiber obtained according to the prior art of the present invention had a maximum twist value in the range of 2.5-4 spin / m. Torsion values higher than 4 spin / m were less than 8%; torsion values lower than 2.0 spin / m and higher than 5.5 spin / m were absent.

Результаты, приведенные выше, позволяют утверждать, что устройство для скручивания и способ согласно настоящему изобретению обеспечивает оптические волокна с величиной скручивания существенно более постоянным вдоль длины волокна, чем волокна, произведенные устройством для скручивания, где волокно зажимается роликами один против другого.The results given above suggest that the twisting device and method of the present invention provides optical fibers with a twisting value substantially more constant along the length of the fiber than fibers produced by the twisting device, where the fiber is clamped by rollers against one another.

Недостаток сдавливания волокна позволяет уменьшить риски механических повреждений или скольжения волокна на стадии скручивания по отношению к предыдущему уровню техники, и надежность способа и воспроизводимость параметров скручивания полученных волокон увеличивается.The lack of compression of the fiber can reduce the risks of mechanical damage or slipping of the fiber at the stage of twisting with respect to the prior art, and the reliability of the method and reproducibility of the parameters of twisting of the obtained fibers increases.

Геометрические значения параметров процесса, данные в примерах, приведенных выше, обеспечивают удовлетворительные результаты в применяемых условиях; в различных условиях, различные башни для вытягивания волокна и т.д., эти величины и параметры могли быть отрегулированы для оптимизации операции. В частности, способность вращателя обеспечивать значительную силу трения для вращения оптических волокон как это необходимо может быть отрегулирована подгонкой дуги, с помощью которой волокна накручиваются вокруг крутильных роликов, без какой-либо необходимости зажимать волокно между крутильными роликами или модифицировать другие параметры протягивания (например, тяговую силу), которые могут иным способом влиять на процесс протягивания и полученное волокно.The geometric values of the process parameters given in the examples above provide satisfactory results under the applicable conditions; in different conditions, different towers for drawing fibers, etc., these values and parameters could be adjusted to optimize the operation. In particular, the ability of the rotator to provide significant frictional force for the rotation of optical fibers, as necessary, can be adjusted by adjusting the arc with which the fibers are wound around the twisting rollers, without any need to clamp the fiber between the twisting rollers or modify other pulling parameters (for example, traction force), which can otherwise affect the drawing process and the resulting fiber.

Claims

1. Способ изготовления оптического волокна, содержащий стадии:
протягивание волокна из нагретой преформы приложением тяговой силы к волокну;
скручивание волокна во время его вытягивания, в котором стадия скручивания волокна включает промежуточные стадии:
установка первого и второго параллельных крутильных роликов на противоположных сторонах относительно волокна,
причем вышеупомянутые первый и второй крутильные ролики:
частично перекрываются вдоль направления протягивания, разнесены друг от друга вдоль направления протягивания, имеют продольные оси, лежащие в общей плоскости, образуя угол (α₁) относительно плоскости, перпендикулярной направлению протягивания,
образуют зазор между соответствующими внешними поверхностями, который является большим, чем внешний диаметр оптического волокна;
накручивание волокна на первый крутильный ролик по первой дуге накручивания, так что развивается сила трения между волокном и первым крутильным роликом, возникающая из вышеупомянутой первой дуги накручивания и из вышеупомянутой тяговой силы;
накручивание волокна на второй крутильный ролик по второй дуге накручивания, так что развивается сила трения между волокном и вторым крутильным роликом, возникающая из вышеупомянутой второй дуги накручивания и из вышеупомянутой тяговой силы,
направление волокна в вертикальной плоскости перпендикулярно осям крутильных роликов, заставляющее волокно проходить между парой направляющих роликов как до, так и после стадии накручивания волокна на указанные крутильные ролики, причем вышеупомянутые направляющие ролики имеют ось вращения, перпендикулярную оси вращения крутильных роликов;
аксиальное смещение вышеупомянутого первого крутильного ролика и вышеупомянутого второго крутильного ролика друг относительно друга, так что волокно вынуждено крутиться на поверхностях первого и второго крутильных роликов под действием вышеупомянутой силы трения.1. A method of manufacturing an optical fiber containing the stage:
pulling the fiber from the heated preform by applying a traction force to the fiber;
twisting the fiber during stretching, in which the stage of twisting the fiber includes intermediate stages:
the installation of the first and second parallel torsion rollers on opposite sides relative to the fiber,
moreover, the above-mentioned first and second twisting rollers:
partially overlap along the direction of pulling, spaced from each other along the direction of pulling, have longitudinal axes lying in a common plane, forming an angle (α ₁ ) relative to the plane perpendicular to the direction of pulling,
form a gap between the respective external surfaces, which is larger than the outer diameter of the optical fiber;
winding the fiber onto the first torsion roller along the first torsion arc, so that a friction force between the fiber and the first torsion roller arising from the aforementioned first winding arc and from the aforementioned traction force develops;
winding the fiber onto the second torsion roller along the second torsion arc, so that a friction force develops between the fiber and the second torsion roller arising from the aforementioned second torsion arc and from the aforementioned traction force,
the direction of the fiber in a vertical plane perpendicular to the axes of the twisting rollers, causing the fiber to pass between a pair of guide rollers both before and after the stage of winding the fibers onto said twisting rollers, the aforementioned guide rollers having an axis of rotation perpendicular to the axis of rotation of the twisting rollers;
the axial displacement of the aforementioned first torsion roller and the aforementioned second torsion roller relative to each other, so that the fiber is forced to spin on the surfaces of the first and second torsion rollers under the influence of the aforementioned friction force.

2. Способ по п.1, в котором вышеупомянутый первый крутильный ролик и вышеупомянутый второй крутильный ролик смещаются в противоположных направлениях.2. The method according to claim 1, in which the aforementioned first twisting roller and the aforementioned second twisting roller are displaced in opposite directions.

3. Способ по п.1, содержащий стадию направления волокна в вертикальной плоскости перпендикулярно осям крутильных роликов по меньшей мере перед стадией накручивания волокна на крутильный ролик.3. The method according to claim 1, comprising the step of directing the fiber in a vertical plane perpendicular to the axes of the twisting rollers at least before the step of twisting the fiber onto the twisting roller.

4. Устройство для скручивания оптического волокна, вытянутого в направлении протягивания, содержащее:
первый и второй параллельные крутильные ролики, имеющие, по существу, цилиндрические внешние поверхности, причем вышеупомянутые крутильные ролики:
разнесены друг от друга вдоль вышеупомянутого направления протягивания,
образуют зазор между их внешними поверхностями, который является большим, чем внешний диаметр оптического волокна; и имеют соответствующие продольные оси, лежащие в общей плоскости, образуя угол (α₁) относительно плоскости, перпендикулярной направлению протягивания,
механизм возвратно-поступательного движения, при функционировании связанный с вышеупомянутыми крутильными роликами для их аксиального, попеременного перемещения,
две пары параллельных направляющих роликов с осями, лежащими в горизонтальных плоскостях, и перпендикулярные осям вышеупомянутых крутильных роликов, и расположенные соответственно выше и ниже пары крутильных роликов;
при этом вышеупомянутый первый и второй крутильные ролики по меньшей мере частично перекрываются вдоль вышеупомянутого направления протягивания, с тем, чтобы волокно вытягивалось вдоль него для образования первой дуги накручивания вокруг внешней поверхности первого крутильного ролика и второй дуги накручивания вокруг внешней поверхности второго крутильного ролика.4. A device for twisting an optical fiber elongated in the direction of drawing, containing:
first and second parallel torsion rollers having substantially cylindrical outer surfaces, the aforementioned torsion rollers:
spaced apart along the aforementioned pull direction,
form a gap between their outer surfaces, which is larger than the outer diameter of the optical fiber; and have corresponding longitudinal axes lying in a common plane, forming an angle (α ₁ ) with respect to a plane perpendicular to the direction of pulling,
reciprocating mechanism, when operating, associated with the aforementioned torsion rollers for their axial, alternating movement,
two pairs of parallel guide rollers with axes lying in horizontal planes and perpendicular to the axes of the aforementioned torsion rollers, and located respectively above and below the pair of torsion rollers;
wherein the aforementioned first and second torsion rollers at least partially overlap along the aforementioned pull direction so that the fiber is pulled along it to form a first torsion arc around the outer surface of the first torsion roller and a second torsion arc around the outer surface of the second torsion roller.

5. Устройство по п.4, в котором угол (α₁) имеет значение от 25 до 35°.5. The device according to claim 4, in which the angle (α ₁ ) has a value from 25 to 35 °.

6. Устройство по п.5, в котором угол (α₁) имеет значение от 27 до 31°.6. The device according to claim 5, in which the angle (α ₁ ) has a value from 27 to 31 °.

7. Устройство по п.5, в котором вышеупомянутая дуга накручивания имеет протяженность от 1,5 до 5% от окружности крутильного ролика.7. The device according to claim 5, in which the aforementioned wrap arc has a length of from 1.5 to 5% of the circumference of the torsion roller.

8. Устройство по п.5, в котором зазор между крутильными роликами имеет ширину от 1,5 до 2,5 мм.8. The device according to claim 5, in which the gap between the twisting rollers has a width of from 1.5 to 2.5 mm

9. Устройство по п.8, в котором зазор между крутильными роликами имеет ширину от 1,9 до 2,1 мм.9. The device of claim 8, in which the gap between the twisting rollers has a width of from 1.9 to 2.1 mm

10. Устройство по п.4, в котором на поверхность крутильных роликов нанесено покрытие с усиленным коэффициентом трения.10. The device according to claim 4, in which the surface of the twisting rollers is coated with an enhanced coefficient of friction.

11. Устройство по п.4, в котором крутильные ролики установлены с помощью вращающихся шпинделей на соответствующих поворотных рамках.11. The device according to claim 4, in which the torsion rollers are mounted using rotating spindles on the respective rotary frames.

12. Устройство по п.11, в котором вышеупомянутые поворотные рамки поддерживаются стойками с помощью соответствующих поворотных шпинделей.12. The device according to claim 11, in which the aforementioned swing frames are supported by uprights using the corresponding swing spindles.

13. Устройство по п.12, в котором вышеупомянутые стойки закреплены на салазках.13. The device according to item 12, in which the aforementioned racks are mounted on a slide.

14. Устройство по п.13, в котором вышеупомянутые салазки выполнены с возможностью перемещения вдоль пары рельсовых дорожек.14. The device according to item 13, in which the aforementioned slide is made to move along a pair of rail tracks.

15. Устройство по п.14, в котором вышеупомянутые рельсовые дорожки расположены параллельно оси вращения вращающихся шпинделей крутильных роликов.15. The device according to 14, in which the aforementioned rail tracks are parallel to the axis of rotation of the rotating spindles of the twisting rollers.

16. Устройство по п.14, в котором пары рельсовых дорожек прикреплены к опорной плите.16. The device according to 14, in which the pairs of rail tracks are attached to the base plate.

17. Устройство по п.16, в котором вышеупомянутая опорная плита прикреплена к башне для вытягивания волокна.17. The device according to clause 16, in which the aforementioned base plate attached to the tower for drawing fibers.

18. Устройство по п.17, в котором вышеупомянутая опорная плита имеет отверстие.18. The device according to 17, in which the aforementioned base plate has an opening.

19. Устройство по п.18, в котором вышеупомянутое отверстие имеет удлиненную форму с более длинной стороной, параллельной оси вращения вращающихся шпинделей крутильных роликов.19. The device according to p. 18, in which the aforementioned hole has an elongated shape with a longer side parallel to the axis of rotation of the rotating spindles of the twisting rollers.

20. Устройство по п.19, в котором вышеупомянутая более длинная сторона отверстия имеет такую длину, которая позволяет волокну двигаться, по существу, свободно по мере продвижения крутильных роликов.20. The device according to claim 19, in which the aforementioned longer side of the hole has such a length that allows the fiber to move essentially freely as the torsion rollers move.

21. Устройство по п.4, содержащее устройство регулирования положения.21. The device according to claim 4, containing a position control device.

22. Устройство по п.16, в котором один из крутильных роликов прикреплен к опорной плите.22. The device according to clause 16, in which one of the twisting rollers is attached to the base plate.

23. Устройство по п.13, в котором салазки при функционировании соединены с механизмом возвратно-поступательного движения.23. The device according to item 13, in which the slide during operation is connected to a reciprocating mechanism.

24. Устройство по п.4, в котором механизм возвратно-поступательного движения содержит по меньшей мере два соединительных элемента, каждый для одной из салазок, соединяющий салазки с двигателем. 24. The device according to claim 4, in which the mechanism of reciprocating movement contains at least two connecting elements, each for one of the rails connecting the rails with the engine.