專利名稱：用金屬管制造光纜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用一根金屬管并在其內(nèi)設(shè)置至少一根光導(dǎo)體的制造光纜的方法，該方法系使一條從儲(chǔ)備卷筒上拉出的金屬帶逐漸形成為一根帶縫的管子，并將從另一個(gè)儲(chǔ)備卷筒上拉出的光導(dǎo)體引入到尚處于裂開狀態(tài)的帶縫的管子內(nèi)，然后將帶縫的管子上的縱縫焊接起來，并將焊接好的管子的外徑縮減，最后金屬帶、光導(dǎo)體和焊接好的管子都通過一個(gè)引出盤輸送出來。
歐洲專利EP0299123B1號(hào)公開過這種光纜的制造方法。
這種光纜的制造上存在著一個(gè)根本性的問題，即如何用經(jīng)濟(jì)的方式來使光纜中的光導(dǎo)體得到一個(gè)過剩長(zhǎng)度。這一過剩長(zhǎng)度是必需有的，因?yàn)榻饘俸筒Ａн@兩種材料的熱膨脹系數(shù)有著極大的差異。這個(gè)過剩長(zhǎng)度不能過小，這樣當(dāng)金屬細(xì)管受熱時(shí)光導(dǎo)體內(nèi)才不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。另一方面，光導(dǎo)體的這一過剩長(zhǎng)度也不能過大，這是因?yàn)樵诘蜏貢r(shí)光導(dǎo)體有可能出現(xiàn)不允許有的收縮變粗現(xiàn)象，從而導(dǎo)致衰減作用的提高。光導(dǎo)體因而必須有一個(gè)備用長(zhǎng)度，采用該長(zhǎng)度考慮到上述兩方面，從而在任何情況下都不會(huì)產(chǎn)生不允許有的應(yīng)力狀態(tài)。
按照專利E0299123B1的方法，這一過剩長(zhǎng)度是這樣制造出來的，即用一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置將光導(dǎo)體從比帶縫的管子大的速度引入到尚處于裂開狀態(tài)的帶縫的管子內(nèi)?；蛘哂靡桓b入管將光導(dǎo)體一直引入到引出盤的區(qū)域內(nèi)，并在那里用一種氣流吹在金屬管的外表面上。
按照專利EP0456836A1中說明的方法，金屬帶是在預(yù)緊力下拉出的，因而產(chǎn)生彈性變形。
這兩種方法都不能使光導(dǎo)體在金屬管內(nèi)獲得準(zhǔn)確可調(diào)的過剩長(zhǎng)度。
因此本發(fā)明的基本任務(wù)在于改進(jìn)上面提到的方法，使得用所描述的技術(shù)制造光纜時(shí)能以很高的精確度來調(diào)節(jié)其過剩長(zhǎng)度。
這個(gè)任務(wù)是這樣完成的使得焊接好的和直徑已縮減的管子至少繞引出盤一圈再出去，引出盤施加在焊接好的管子上的夾緊力使管子產(chǎn)生1‰至6‰的彈性變形，而管子的這一彈性變形又是在引出盤上被消除。
借助本發(fā)明可用一個(gè)特別簡(jiǎn)單的方法來使金屬管內(nèi)的光導(dǎo)體得到一個(gè)能被精確調(diào)節(jié)的過剩長(zhǎng)度。產(chǎn)生彈性變形所需的力可從金屬管的材料性能和幾何尺寸中計(jì)算出來或憑經(jīng)驗(yàn)確定。
由于金屬管至少在引出盤上繞一圈再出去，因而在金屬管內(nèi)光導(dǎo)體就有一個(gè)固定點(diǎn)，而且這個(gè)固定點(diǎn)是在金屬管繞到引出盤上的進(jìn)入點(diǎn)的后面。金屬管在引出盤上的固定點(diǎn)就在金屬管繞到引出盤上的進(jìn)入點(diǎn)上。在這個(gè)固定點(diǎn)的后面，金屬管的彈性變形逐漸被消除，從而得出過剩長(zhǎng)度。
對(duì)本發(fā)明來說重要的是，在金屬管的一圈或多圈和引出盤的外表面之間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)足夠大的摩擦力。這一點(diǎn)可簡(jiǎn)單地通過下述方式實(shí)現(xiàn)，即在引出盤后面的金屬管上以一個(gè)力作用著，該力使金屬管的一圈或多圈得以安放在引出盤的外周面上。一般地說，成品光纜的卷繞滾筒所產(chǎn)生的、并通過調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)的拉力已足夠滿足上述要求了。
金屬管直徑的縮減可用一拉拔模來恰當(dāng)?shù)赝瓿?。?duì)于具有上面說明的幾何尺寸的管子，這是最合適的辦法。拉拔模最終決定成品光纜的尺寸。焊接好的管子的直徑可以在確定的范圍內(nèi)自由選擇。作為示例，那就是說，在一個(gè)確定的范圍內(nèi)，如為用于六根或直到二十根光導(dǎo)體都制造一種具有相同直徑的金屬管，該金屬管在制成成品管時(shí)只須更換拉拔模便可將直徑縮減到所要求的尺寸。
按照本發(fā)明的一個(gè)特別有效的實(shí)施方式，管子在其直徑縮減地點(diǎn)的前后分別有一臺(tái)向作業(yè)方向輸送的夾緊卡爪牽引機(jī)夾持著。這種夾緊卡爪牽引機(jī)是專利DBP1164355的主題。
兩臺(tái)夾緊卡爪牽引機(jī)牢固地夾住焊接好的金屬管。因此焊接好的管子便在設(shè)在作業(yè)方向上的第二夾緊卡爪牽引機(jī)和引出盤之間進(jìn)行彈性變形。
本發(fā)明用特別簡(jiǎn)單的方式通過一個(gè)力來調(diào)節(jié)所說的彈性變形量，該力能使焊接好的管子在其直徑縮減點(diǎn)或設(shè)在作業(yè)方向上的第二夾緊卡爪牽引機(jī)和引出盤之間的一段偏離作業(yè)方向。最簡(jiǎn)單的實(shí)施例是將一重物掛在管子上。
焊接好的管子至少應(yīng)有三圈繞在引出盤的周緣面上。這樣就可使引出盤后面的管子上的夾緊力減少到這樣的程度，使在引出盤后面的金屬管上不再出現(xiàn)值得注意的彈性變形。
對(duì)于縱縫的焊接，幾乎所有的釬焊和焊接方法都可采用。但以激光焊接法最為有效，因?yàn)椴捎眠@種方法可以焊接很大的長(zhǎng)度。
但采用激光焊接法時(shí)，必須使焊縫盡可能準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)激光束。由于這一原因，有利的做法是使管子由第一夾緊卡爪牽引機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)地導(dǎo)引到焊接點(diǎn)的下面。
按照本發(fā)明的另一種辦法，當(dāng)縮減管徑的力是由第二夾緊卡爪牽引機(jī)施加時(shí)，在該夾緊卡爪牽引機(jī)和引出盤之間的管子會(huì)延伸。其時(shí)該夾緊卡爪牽引機(jī)就構(gòu)成一個(gè)準(zhǔn)確的固定點(diǎn)。第二夾緊卡爪牽引機(jī)相對(duì)于第一夾緊卡爪牽引機(jī)的速度的調(diào)節(jié)，可根據(jù)管子在第一夾緊卡爪牽引機(jī)和第二夾緊卡爪牽引機(jī)之間的下垂度來進(jìn)行。
本發(fā)明同時(shí)還涉及制造光纜的設(shè)備，如同在本發(fā)明權(quán)利要求11的前言中所說明的以及在歐洲專利EP0299123B1中所公開的。按照本發(fā)明的設(shè)備與該歐洲專利中的設(shè)備的不同之處在于，在焊接設(shè)備與管徑縮減設(shè)備之間有一第一夾緊卡爪牽引機(jī)以及在管徑縮減設(shè)備與引出盤之間有一第二夾緊卡爪牽引機(jī)，這兩臺(tái)牽引機(jī)都夾緊在焊接好的管子上。
按照本發(fā)明的設(shè)備需有使金屬帶從儲(chǔ)備卷筒上拉出的力、在金屬帶變形時(shí)出現(xiàn)的力以及其他摩擦力，這些力都是由第一夾緊卡爪牽引機(jī)施加的，而在管徑縮減時(shí)出現(xiàn)的變形力則是由第二夾緊卡爪牽引機(jī)施加的。因而引出盤只施加金屬管彈性變形所需的力，這個(gè)力是比較小的。管子橫截面呈橢圓形變形被可靠地排除了。
本發(fā)明將根據(jù)

圖1和2概略畫出的實(shí)施例詳細(xì)地加以說明。
圖1為按照本發(fā)明的原理制造的光纜的一部分的透視圖。光纜1由光導(dǎo)體2和包圍光導(dǎo)體2的金屬管3組成，金屬管3具有一條縱縫。在光導(dǎo)體2和金屬管3之間的空間可用一種所謂的礦脂充滿，以便阻止縱向的水流。光導(dǎo)體2的數(shù)目一般在六到二十之間，但也可多到四十。光導(dǎo)體2具有比金屬管3更長(zhǎng)的長(zhǎng)度，所以可在金屬管3內(nèi)做波狀、螺旋狀或正弦波狀的伸展。過剩長(zhǎng)度通常約在3‰以內(nèi)。金屬管的壁厚S例如為0.2mm，其中管子外徑為3.5mm。這是作為芯線安裝的一條光纜的典型數(shù)據(jù)。金屬管3用的材料最好是特種鋼。
圖2是按照本發(fā)明的設(shè)備的側(cè)視圖。
一條金屬帶5連續(xù)不斷地從一個(gè)儲(chǔ)備卷筒4上拉出并導(dǎo)向一臺(tái)成形設(shè)備6，在該設(shè)備中金屬帶5被成形為一根具有縱縫的管子。作為這臺(tái)成形設(shè)備6的一部分有一個(gè)未詳細(xì)畫出的修邊設(shè)備，在該設(shè)備內(nèi)金屬帶5被準(zhǔn)確地修剪到所需的寬度。成形設(shè)備6又由多個(gè)未詳細(xì)畫出的成形輥組構(gòu)成。已成形的管子的縱縫由一臺(tái)激光焊接設(shè)備加以焊封。由一臺(tái)第一夾緊卡爪牽引機(jī)8負(fù)責(zé)將帶縫的管子準(zhǔn)確地導(dǎo)引到焊接設(shè)備7之下，該牽引機(jī)8由多對(duì)將管子夾住的夾緊卡爪構(gòu)成，卡爪對(duì)由一條環(huán)形鏈驅(qū)動(dòng)。在第一夾緊卡爪牽引機(jī)8的后面設(shè)有一臺(tái)例如為拉拔模的管徑縮減設(shè)備9，在該設(shè)備內(nèi)管子的直徑被減小。在管徑縮減設(shè)備9的后面還設(shè)有一臺(tái)第二夾緊卡爪牽引機(jī)10，該牽引機(jī)將拉出的管子咬住并使它通過拉拔模拉出。第二夾緊卡爪牽引機(jī)10的拉出速度對(duì)應(yīng)于第一夾緊卡爪牽引機(jī)8的拉出速度之比應(yīng)根據(jù)管子在拉拔模和第一夾緊卡爪牽引機(jī)8之間的下垂度來調(diào)整。在第二夾緊卡爪牽引機(jī)10的后面設(shè)置一個(gè)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的引出盤11，管子就在該引出盤的周緣面上繞上幾圈。引出盤11用一個(gè)與第二夾緊卡爪牽引機(jī)10的拉出速度相同的拉出速度驅(qū)動(dòng)。在引出盤11的后面設(shè)有一個(gè)卷繞筒12，該卷繞筒12以一輕微的拉力卷繞管子13。
標(biāo)號(hào)14表示多根光導(dǎo)體2用的發(fā)放設(shè)備，在該設(shè)備上裝有多個(gè)卷繞著光導(dǎo)體2的卷筒15。
光導(dǎo)體2從卷筒15上拉出并在焊接設(shè)備之前進(jìn)入到尚處于裂開狀態(tài)的管子內(nèi)。作為敏感的光導(dǎo)體2的保護(hù)管有一根未畫出的、位置固定的金屬細(xì)管伸入帶縫的管子內(nèi)，光導(dǎo)體2就從其內(nèi)穿過導(dǎo)出。金屬細(xì)管在剛通過焊接設(shè)備的地方將光導(dǎo)體2釋放出來。在該金屬細(xì)管外還有另一根金屬細(xì)管同心地包圍著。通過由兩根同心的金屬細(xì)管形成的環(huán)狀間隙在加壓下將礦脂注入管子內(nèi)。為了將光導(dǎo)體2連同其過段長(zhǎng)度的一段安放在金屬管3內(nèi)，第二夾緊卡爪牽引機(jī)10的夾緊卡爪對(duì)牢固地夾緊金屬管3并隨由于管徑縮減而產(chǎn)生的變形力，金屬管3將連續(xù)不斷地在第二夾緊卡爪牽引機(jī)10和引出盤11之間進(jìn)行彈性變形即延伸。從而金屬管3和光導(dǎo)體2可用同樣的長(zhǎng)度卷繞到引出盤11上。在引出盤11上彈性變形的狀態(tài)“松馳”，金屬管3就縮回到其正常狀態(tài)。
彈性變形是由一個(gè)在第二夾緊卡爪牽引機(jī)10和引出盤11之間使金屬管3偏移的力F引起的。這一點(diǎn)可以通過一個(gè)重物16來做到，該重物例如可以通過一個(gè)滾輪懸掛在金屬管3上。力F即重物16可以確定偏移量，因而可以確定延伸量。
按照預(yù)先給出的金屬管3的幾何尺寸和材料選擇，可以通過選用重物16而得到光導(dǎo)體2在管3內(nèi)的準(zhǔn)確的過剩長(zhǎng)度。
權(quán)利要求
1.采用一根金屬管并在其內(nèi)設(shè)置至少一根光導(dǎo)體的光纜的制造方法，該方法系使一條從儲(chǔ)備卷筒上拉出的金屬帶逐漸變形成為一根帶縫的管子，并將從另一個(gè)儲(chǔ)備卷筒上拉出的光導(dǎo)體引入到尚處于裂開狀態(tài)的帶縫的管子內(nèi)，然后將帶縫的管子上的縱縫焊接起來，并將焊接好的管子的外徑縮減，最后金屬帶、光導(dǎo)體和焊接好的管子都通過一個(gè)引出盤輸送出來，其特征為焊接好的和直徑已縮減的管子至少繞引出盤一圈再出去，并且引出盤施加在焊接好的管子上的夾緊力使管子產(chǎn)生1至6‰的彈性變形，在引出盤上管子的彈性變形被消除。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為焊接好的管子用一個(gè)拉拔模來縮減其外徑。
3.按照權(quán)利要求1或2的方法，其特征為管子在其直徑縮減地點(diǎn)的前后分別由一臺(tái)依作業(yè)方向輸送的夾緊卡爪牽引機(jī)夾持著。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征為焊接好的管子在設(shè)在作業(yè)方向上的第二夾緊卡爪牽引機(jī)和引出盤之間進(jìn)行彈性變形。
5.按照權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征為在引出盤的后面有一個(gè)力夾緊在管子上，該力使管子的繞圈與引出盤的周緣面保持接觸。
6.按照權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征為彈性變形量可通過一個(gè)力來調(diào)節(jié)，該力能使焊接好的管子在其直徑縮減點(diǎn)或設(shè)在作業(yè)方向上的第二夾緊卡爪牽引機(jī)和引出盤之間的一段偏離作業(yè)方向。
7.按照權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其特征為焊接好的管子至少有三圈繞在引出盤的周緣面上。
8.按照權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)的方法，其特征為管子的縱縫用一臺(tái)激光器焊接。
9.按照權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)的方法，其特征為管子由第一夾緊卡爪牽引機(jī)不旋轉(zhuǎn)地導(dǎo)引到焊接點(diǎn)的下面。
10.按照權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其特征為焊接好的管子縮減外徑所需的力是由第二夾緊卡爪牽引機(jī)施加的。
11.采用一根金屬管并在其內(nèi)設(shè)置至少一根光導(dǎo)體的光纜的制造設(shè)備，該設(shè)備包括一臺(tái)將金屬帶連續(xù)制成帶縫的管子的成形設(shè)備、一臺(tái)焊接設(shè)備、一臺(tái)位于焊接設(shè)備后面的管徑縮減設(shè)備以及一個(gè)引出盤，其特征在于在焊接設(shè)備(7)與管徑縮減設(shè)備(9)之間有一第一夾緊卡爪牽引機(jī)(8)以及在管徑縮減設(shè)備(9)與引出盤(11)之間有一第二夾緊卡爪牽引機(jī)(10)，這兩臺(tái)牽引機(jī)都夾緊在焊接好的管子(3)上。
全文摘要
一種制造光纜的方法系將一條金屬帶逐漸形成為一根帶縫的管子，在它尚處于裂開狀態(tài)時(shí)將光導(dǎo)體引入，然后將帶縫的管子的縱縫焊接起來，接著使焊好的管子的外徑縮小，最后金屬帶、光導(dǎo)體和焊好的管子都通過一個(gè)引出盤輸送出來。焊好的和外徑已縮減的管子至少在引出盤上繞一圈再出去。引出盤施加在焊好的管子上的夾緊力使管子產(chǎn)生1至6‰的彈性變形，在引出盤上管子的彈性變形被消除。
文檔編號(hào)G02B6/44GK1142054SQ95117209
公開日1997年2月5日 申請(qǐng)日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月24日
發(fā)明者G·齊梅克, H·施塔斯朱斯基, K·波赫 申請(qǐng)人:阿爾卡泰爾電纜公司