專利名稱：用于生產(chǎn)具有減小的偏振模色散的光纖的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)光纖的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
在光纖中傳播的光具有兩種偏振模。對(duì)于在幾何形狀和內(nèi)部及施 加的應(yīng)力均是完全圓形對(duì)稱的光纖，在被認(rèn)為是"單模"的波長(zhǎng)下或在 波長(zhǎng)范圍內(nèi)的操作實(shí)際上支持兩個(gè)正交偏振模，其中，這兩個(gè)偏振模 退化，在同組速度下傳播并在纖維中傳播相同距離之后沒有時(shí)間延遲。
在實(shí)際的單模纖維中，象非對(duì)稱橫向應(yīng)力和非圓形芯之類的各種 缺陷通常破壞理想纖維的圓形對(duì)稱性。結(jié)果，兩個(gè)偏振模以不同的傳 播常數(shù)傳播。傳播常數(shù)之間的差別被命名為雙折射，雙折射的數(shù)值由 兩個(gè)正交模的傳播常數(shù)的差別得出。
雙折射使在纖維中傳播的光的偏振狀態(tài)沿纖維的長(zhǎng)度周期地演 變。除了引起光在纖維中傳播的偏振狀態(tài)周期性變化之外，雙折射的 存在意味著，兩個(gè)偏振模以不同的組速度傳播，差別隨著雙折射增大
而增大。在兩個(gè)偏振模之間的時(shí)間延差叫做偏振模色散(PMD)。
PMD引起信號(hào)失真，因此，在高位速率和模擬通信系統(tǒng)中是有害的。
PMD能通過旋轉(zhuǎn)(spinning)纖維而減小。
為了本說(shuō)明書和權(quán)利要求書的目的，所謂纖維旋轉(zhuǎn)指的是沿光纖 的軸線施加扭力；更具體地說(shuō)，除非規(guī)定不同，在本說(shuō)明書和權(quán)利要 求書中，所謂纖維旋轉(zhuǎn)指的是在相反方向上交替施加扭力("交替旋 轉(zhuǎn)")，即纖維在一個(gè)方向上具有某些轉(zhuǎn)動(dòng)(turns),隨后在相反方向 上又有一些轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選地，當(dāng)施加這種交替旋轉(zhuǎn)時(shí)，在合成纖維中的 總扭力通常是零，或者具有非常小的值。
在旋轉(zhuǎn)過程中，纖維在一個(gè)方向上經(jīng)受從零到最大轉(zhuǎn)動(dòng)值(旋轉(zhuǎn)
/m)(spin/m)的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)而保持在這種最大轉(zhuǎn)動(dòng)值處，而后將轉(zhuǎn)動(dòng)降 低到零并進(jìn)一步到負(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)值，即在相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過這種轉(zhuǎn)動(dòng)隨時(shí)間變化的函數(shù)叫做旋轉(zhuǎn)函數(shù)。
施加的旋轉(zhuǎn)函數(shù)和得到的旋轉(zhuǎn)函數(shù)通常根據(jù)方法和所用設(shè)備的各 種因素而有所不同，這些因素包括例如施加的旋轉(zhuǎn)函數(shù)的類型、旋轉(zhuǎn) 設(shè)備的特征，例如可能的纖維滑移或其它類似情況可能發(fā)生、拉制塔 的總響應(yīng)能力等。
US 5，298，047公開了一種制造光纖，通常為單模纖維的方法，該 方法能用來(lái)生產(chǎn)具有低PWD的纖維。所述方法包括提供傳統(tǒng)的光纖 預(yù)制件、將預(yù)制件的至少一部分加熱到傳統(tǒng)拉制溫度、再?gòu)募訜岬念A(yù) 制件中以將旋轉(zhuǎn)施加到纖維上這樣一種方式拉制光纖。在這當(dāng)中，如 果熱區(qū)里的纖維材料發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，則旋轉(zhuǎn)被"施加"在纖維上，使變 形凍結(jié)到纖維中，使得纖維呈現(xiàn)永久的"旋轉(zhuǎn)"，即永久的扭轉(zhuǎn)變形。
EP 0 785 913公開了一種方法，其中，通過纖維本身在一對(duì)輪子 之間運(yùn)行將扭矩施加到纖維上，這對(duì)輪子在相互相反方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，并
動(dòng)；:子以這樣的方式布置::卩^維基本上與輪;本身的彎曲表:相
切運(yùn)行，并且在它們之間被擠壓，以便得到傳遞扭矩所需的摩擦力和 得到扭曲作用。
根據(jù)這個(gè)專利文獻(xiàn)，施加到將要旋轉(zhuǎn)的纖維上的擠壓作用僅應(yīng)保 證纖維在輪子之間滾動(dòng)，沒有纖維滑移。擠壓將被控制，這樣避免在 纖維上引起過大機(jī)械應(yīng)力。
然而，本申請(qǐng)人注意到，當(dāng)旋轉(zhuǎn)通過在兩個(gè)輥之間擠壓同一纖維 而施加到纖維上時(shí)，施加的壓力是關(guān)鍵參數(shù)，因?yàn)檫^大壓力引起對(duì)光 纖的損害，而較低壓力值漸進(jìn)地引起纖維滑移，該滑移導(dǎo)致在纖維中 的旋轉(zhuǎn)與施加的旋轉(zhuǎn)顯著不同，而在工業(yè)過程中具有不良的可再現(xiàn)性。
特別是本申請(qǐng)人注意到，受到輥之間擠壓光纖影響的拉制/旋轉(zhuǎn)過 程常常導(dǎo)致具備旋轉(zhuǎn)函數(shù)的光纖沿其長(zhǎng)度不恒定，并且對(duì)于隨后產(chǎn)生
具有相同旋轉(zhuǎn)參數(shù)的纖維也不恒定。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明內(nèi)，本申請(qǐng)人發(fā)覺，如果得到引起纖維理想滾動(dòng)所需的
得到的點(diǎn)狀接觸:則;效旋轉(zhuǎn)能可再現(xiàn)地施加到if維i，且;用在兩 個(gè)輥之間擠壓纖維。
特別是本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)一種旋轉(zhuǎn)設(shè)備和方法，其中，待旋轉(zhuǎn)的纖維 圍繞至少一個(gè)旋轉(zhuǎn)輥，優(yōu)選為間隔開比光纖直徑大的距離的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)
輥巻繞一給定弧(arc),這種旋轉(zhuǎn)設(shè)備和方法為光纖提供有沿光纖比 用現(xiàn)有技術(shù)方法得到的旋轉(zhuǎn)值更顯著恒定的旋轉(zhuǎn)值，且不引起對(duì)光纖 的任何重大損壞。
為了隨后的本說(shuō)明書和權(quán)利要求書，除了另有指明之外，表示量、 數(shù)量、百分比等的所有數(shù)字均要理解成在所有情況下被術(shù)語(yǔ)"大約，，修 改。而且，所有范圍包括公開的最大和最小點(diǎn)的任何組合，并且包括 其中的任何中間范圍，這些中間范圍可能或者不可能專門列舉在本文 中。
在第一方面，本發(fā)明涉及一種用于制造光纖的方法，該方法包括
一通過將拉力施加到纖維上從加熱的預(yù)制件中拉制纖維； 一在纖維被拉制的同時(shí)對(duì)其旋轉(zhuǎn)，其中，旋轉(zhuǎn)纖維的步驟包括子 步驟
一在旋轉(zhuǎn)輥上以一巻繞弧巻繞纖維，這樣在纖維與旋轉(zhuǎn)輥之間由 于所述巻繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力；
一軸向移動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輥，這樣使纖維在旋轉(zhuǎn)輥表面上由于所述摩 擦力而滾動(dòng)。
優(yōu)選地，用于制造光纖的方法包括步驟
一通過將拉力施加到纖維上從加熱的預(yù)制件中拉制纖維；
一在纖維被拉制的同時(shí)對(duì)其旋轉(zhuǎn)，其中，旋轉(zhuǎn)纖維的步驟包括子
步驟
一在第一旋轉(zhuǎn)輥上巻繞纖維一第一巻繞弧，這樣在纖維與第一旋 轉(zhuǎn)輥之間由于所述第一巻繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力；
—在第二旋轉(zhuǎn)輥上巻繞纖維一第二巻繞弧，這樣在纖維與第二旋 轉(zhuǎn)輥之間由于所述第二巻繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力，第一和第二 旋轉(zhuǎn)輥位于相對(duì)于纖維的相對(duì)側(cè)；
—彼此之間軸向移動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)輥和所述第二旋轉(zhuǎn)輥，這樣引 起纖維在第一和第二旋轉(zhuǎn)輥表面上由于所述摩擦力而滾動(dòng)。
優(yōu)選地，所述第一旋轉(zhuǎn)輥和所述第二旋轉(zhuǎn)輥在相反方向上移動(dòng)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還包括至少在旋轉(zhuǎn)輥上巻繞纖 維的步驟之前在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的垂直平面上引導(dǎo)纖維的步驟。
特別是在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的垂直平面上引導(dǎo)纖維的步驟包括 使纖維在一對(duì)導(dǎo)輥之間通過。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的方法包括在旋轉(zhuǎn)輥上巻繞纖維的步驟之前和 之后都在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的垂直平面上引導(dǎo)纖維的步驟。
在第二方面，本發(fā)明涉及一種用于在拉制方向上旋轉(zhuǎn)被拉制的光 纖的i殳備，該設(shè)備包括
一第一和第二平行旋轉(zhuǎn)輥，這些輥具有基本上圓柱形外表面，所 述旋轉(zhuǎn)輥
一沿所述拉制方向彼此間隔開，
一沿所述拉制方向至少部分地重疊，以便使被拉制從中通過 的纖維在所述旋轉(zhuǎn)輥中的至少一個(gè)的外表面上形成巻繞弧；
—在旋轉(zhuǎn)輥的外表面之間形成比光纖外徑大的間隙；和 一往復(fù)機(jī)構(gòu)，其操作地連接到所述旋轉(zhuǎn)輥上，用于該輥軸向交替 移動(dòng)。
優(yōu)選地，所述平行旋轉(zhuǎn)輥的軸線具有位于公共平面中的軸線，該 公共平面相對(duì)于與拉制方向正交的平面形成一角度(ai)。
優(yōu)選地，所述角度a，具有25°至35°、更優(yōu)選地27。至31。的值。 優(yōu)選地，所述巻繞弧具有旋轉(zhuǎn)輥圓周的1.5%至5%的延長(zhǎng)部分。
優(yōu)選地，本發(fā)明的設(shè)備的旋轉(zhuǎn)輥之間的間隙為1.5mm至2.5mm 寬度，更優(yōu)選地為1.9mm至2.1mm寬度。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備包括至少一對(duì)平行導(dǎo)輥，其軸 線位于水平平面上并與所述旋轉(zhuǎn)輥的軸線垂直。
更優(yōu)選地，本發(fā)明的設(shè)備包括分別在旋轉(zhuǎn)輥對(duì)的上游和下游的兩 對(duì)導(dǎo)輥。
優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)輥的表面涂敷一摩擦系數(shù)增強(qiáng)子(enhancer)涂層， 例如橡膠。
優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)輥借助于轉(zhuǎn)動(dòng)主軸支撐到相應(yīng)的可樞轉(zhuǎn)機(jī)架上。 有利地，所述可樞轉(zhuǎn)機(jī)架由支撐、借助于相關(guān)樞轉(zhuǎn)主軸來(lái)支撐。 有利地，所述支撐被固定在滑板上，每個(gè)滑板例如沿一對(duì)導(dǎo)軌可
移動(dòng)。優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌平行于旋轉(zhuǎn)器(spinner)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)
動(dòng)軸線。
該導(dǎo)軌對(duì)能固定到主基座上。
有利地，所述主基座被固定在拉制塔上。
優(yōu)選地，所述主基座具有一孔。在更優(yōu)選實(shí)施例中，所述孔具有 細(xì)長(zhǎng)形狀，例如矩形，其長(zhǎng)邊與旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行。
有利地，孔的所述長(zhǎng)邊具有這樣的長(zhǎng)度，以使纖維在旋轉(zhuǎn)輥橫移 時(shí)能基本上自由地運(yùn)動(dòng)。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的設(shè)備包括位置調(diào)節(jié)裝置，可調(diào)節(jié)以 設(shè)定旋轉(zhuǎn)輥彼此之間的距離。
可選擇地，旋轉(zhuǎn)輥中的一個(gè)固定到主基座上。
在本發(fā)明的設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，支承旋轉(zhuǎn)輥的滑板被操作地連 接到往復(fù)機(jī)構(gòu)上。
優(yōu)選地，往復(fù)機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)連接元件，每個(gè)連接元件用于滑 板中的一個(gè)，將滑板以這樣一種方式連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上，以驅(qū)動(dòng)滑板彼 jt匕交替地運(yùn)動(dòng)。


通過下面對(duì)本發(fā)明的主題的實(shí)施例的非限制性示例的描述結(jié)合參
考附圖可以得到進(jìn)一步的詳情，在附圖中
圖1:表示纖維拉制線的示意圖，其中包括實(shí)施本發(fā)明的方法的 旋轉(zhuǎn)設(shè)備；
圖2:表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的透視示意圖，其中光纖從該設(shè)備 穿過；
圖3:表示本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的透視示意圖； 圖4:表示圖4中旋轉(zhuǎn)設(shè)備的部分橫截面的透視圖； 圖5:表示圖4中旋轉(zhuǎn)器的俯視圖； 圖6:表示圖4中旋轉(zhuǎn)器的部分橫截面的側(cè)視圖； 圖7:表示用現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備和方法得到的生產(chǎn)中最大旋轉(zhuǎn) 分布圖8:表示用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備和方法得到的生產(chǎn)中最大旋轉(zhuǎn)分 布圖。
具體實(shí)施例方式
圖l表示纖維拉制線的示意圖。纖維沿著通常豎直的方向Y-Y拉
制。也表示與拉制方向正交的方向X-X。
如果沒有另外的規(guī)定，下面將把拉制方向Y-Y當(dāng)作豎直的。 光纖F從由熔爐la被加熱到熔化或軟化狀態(tài)的預(yù)制件1上拉制。 在已被拉制之后，纖維由冷卻裝置lc冷卻，并在此后，由沿著通
常豎直路徑設(shè)置的涂敷裝置lb涂敷，沿著該豎直路徑拉制纖維。 被涂敷的纖維F接著進(jìn)入旋轉(zhuǎn)器S。
在旋轉(zhuǎn)器S之后，纖維由像絞盤、拉伸輥、牽引器帶或其它類似 裝置之類的拉伸裝置ld拉伸，這保證以線性速度VF拉制纖維。
旋轉(zhuǎn)器S包括位于旋轉(zhuǎn)設(shè)備SP上游的第一對(duì)導(dǎo)輥2a和位于所述 旋轉(zhuǎn)設(shè)備下游的第二對(duì)導(dǎo)輥2b。
旋轉(zhuǎn)設(shè)備SP包括一對(duì)平行旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b，其相應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線位 于公共平面A上，該平面A與這樣一平面形成角度otn見圖1，即該平面與拉制光纖所沿的縱向軸線正交。
在示例中，角度a,被設(shè)定成大約29°的值。通常，該角度包括在 25°-35°范圍內(nèi)，優(yōu)選地在27°-31°之間。
在該示例中，旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b具有25mm的半徑和40mm的長(zhǎng)度。 旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的軸線彼此間隔開52mm，由此留有2mm寬的間隙G， 這意味著，間隙G大于涂敷光纖直徑大約8倍。
由于旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b之間的間隙G顯著比涂敷纖維的直徑通常寬 大約250nm,所以該纖維絕不會(huì)在輥之間被擠壓，由此避免了纖維損 壞并使輥的磨損和破壞最小化。
旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b以最小的摩擦自由地圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)纖維通過所述旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b被拉制時(shí)，它驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)輥在相反方 向上轉(zhuǎn)動(dòng)，這意味著，當(dāng)旋轉(zhuǎn)輥?lái)槙r(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，另一個(gè)逆時(shí)針方 向轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b由連接到往復(fù)機(jī)構(gòu)上的相應(yīng)機(jī)架支撐，通過該 往復(fù)機(jī)構(gòu)它們相位相互對(duì)立軸向地前后移動(dòng)，下面將更好地描述。
在描述的典型實(shí)施例中，施加10mm的行程，以在反向之前得到 大約十二個(gè)纖維轉(zhuǎn)動(dòng)。按照慣例，設(shè)備允許對(duì)于不同的旋轉(zhuǎn)函數(shù)調(diào)節(jié) 行程。
在操作中，拉制纖維F接觸上旋轉(zhuǎn)輥3a的外表面并繞過該輥一 弧，而接觸下旋轉(zhuǎn)輥3b的外表面并繞過該輥一弧，然后沿著拉制線繼 續(xù)向前，該拉制線與以前的拉制線平行而稍微偏移。關(guān)于給定的幾何 形狀，纖維巻繞在每個(gè)旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的表面上大約13。的弧度(X2，與 大約5.7mm的周長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)，即大約3.5%的輥周長(zhǎng)。
因?yàn)閹喞@旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b，所以在旋轉(zhuǎn)輥3b下游的纖維拉制線d2 相對(duì)于旋轉(zhuǎn)輥3a上游的纖維拉制線山偏移大約4.5mm的距離D。
在旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的上游和下游，分別布置兩對(duì)平行的導(dǎo)輥2a、 2b，該導(dǎo)輥的軸線垂直于旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的軸線并且位于與拉制線相 垂直的典型水平的平面內(nèi)(如圖2透視圖中顯示的那樣)。
每對(duì)導(dǎo)輥2a、 2b中的輥彼此間隔開大約lmm，這樣布置使纖維 在輥之間通過，如圖2中所示。該導(dǎo)輥對(duì)2a、2b圍繞它們的軸線自由地轉(zhuǎn)動(dòng)，并且由相關(guān)機(jī)架(未 表示)支撐，使得它們的軸線相對(duì)于整個(gè)拉制塔保持固定。
在描述的實(shí)施例中，上導(dǎo)輥對(duì)2a的軸線的平面在上旋轉(zhuǎn)輥3a的 軸線上方140mm處，而下導(dǎo)輥對(duì)2b的軸線的平面在下旋轉(zhuǎn)輥3b的 軸線下方170mm處。
所述導(dǎo)輥對(duì)2a、 2b對(duì)準(zhǔn)，使得穿過該輥對(duì)之間lmm間隙的纖維 基本上位于這些輥對(duì)上游和下游的相同豎直平面中。
所述輥對(duì)2a、 2b具有停止由旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的運(yùn)動(dòng)引起的偏差的 功能，由此保持纖維在旋轉(zhuǎn)器S上游和下游的公共豎直平面中對(duì)準(zhǔn)并 且防止振動(dòng)沿纖維可能的傳播。
例如，導(dǎo)輥對(duì)2a、 2b由鋁制成；它們是圓柱形的，具有光滑的表面。
在操作期間，纖維在旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b之間被拉制，并且依次接觸它 們。當(dāng)輥軸向移動(dòng)時(shí)，被拉制的纖維因?yàn)槔w維拉力和纖維繞輥的巻繞 長(zhǎng)度的引起的摩擦而在旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的表面上滾動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)輥3a、3b的軸向移動(dòng)除使纖維滾動(dòng)之外還引起在纖維上的橫 向拖拉(drag),而這導(dǎo)致纖維與豎直拉制線Y-Y的偏差，如圖2中 所示。例如，在測(cè)試的實(shí)施例中，偏差量是2.5mm，對(duì)于在3.8Hz頻 率、18m/s的拉制速度及100g的拉力下的典型過程與輥行程的大約 25%相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備SP的優(yōu)選實(shí)施例在圖3至6中示出，其中， 為簡(jiǎn)單起見省去了兩對(duì)平行導(dǎo)輥2a、 2b。
旋轉(zhuǎn)輥3a、3b借助于轉(zhuǎn)動(dòng)主軸4a、4b支撐到相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)才幾架5a、 5b，該樞轉(zhuǎn)機(jī)架5a、 5b又由支撐部6a、 6b借助于相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)主軸7a、 7b來(lái)支撐。
順序地，支撐部6a、 6b固定在每個(gè)沿一對(duì)導(dǎo)軌9a、 9b可運(yùn)動(dòng)的 滑板8a、 8b上，所述導(dǎo)軌9a、 9b與旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸4a、 4b的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行。
所述導(dǎo)軌對(duì)9a、 9b固定到主基座10上。
主基座10與架子100 (圖5) —起用來(lái)保持在拉制塔上固定的在 圖3-6中所示旋轉(zhuǎn)設(shè)備的部分。
主基座10具有基本上矩形形狀的孔10a，該孔的長(zhǎng)邊與旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸4a、 4b的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行?？?0a的長(zhǎng)邊具有這樣的長(zhǎng) 度，即當(dāng)旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b沿導(dǎo)軌對(duì)9a、 9b橫向運(yùn)動(dòng)時(shí)適合于使纖維能 自由地運(yùn)動(dòng)，關(guān)于這點(diǎn)下面將進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
所述設(shè)備包括位置調(diào)節(jié)裝置，例如下面將予以描述。
T形桿11從機(jī)架5b向上伸出。該T形桿11在其頂部上支承部件 (block) 12，該部件12保持小輪子13使軸線垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)主軸4a、 4b。 小輪子13相對(duì)于部件12的位置可由螺釘lla調(diào)節(jié)。
小輪子13接觸從主基座10向上伸出的U形機(jī)架14。
通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺4丁lla，小輪子13例如朝向或離開U形才幾架14運(yùn)動(dòng)， 并因此，旋轉(zhuǎn)輥3b被運(yùn)動(dòng)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)輥3a移動(dòng)。
這種運(yùn)動(dòng)對(duì)于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)輥3a、 3b的相對(duì)位置和/或?qū)τ诖龠M(jìn)光纖 在開始拉制/旋轉(zhuǎn)過程之前插入通過孔10a是有用的。
在由圖3-6所述的實(shí)施例中，支承旋轉(zhuǎn)輥3a的機(jī)架5a被固定； 在替換的方案中，如果需要，也可對(duì)機(jī)架5a和旋轉(zhuǎn)輥3a的位置進(jìn)行 調(diào)整，或者一旦例如隨同設(shè)備安裝，或者在拉制開始時(shí)乃至在操作期 間進(jìn)行。
在圖3和5中，示出發(fā)動(dòng)機(jī)15。該發(fā)動(dòng)機(jī)15借助于連接器17驅(qū) 動(dòng)曲軸16。曲軸16支承分別連接到滑板8a、 8b上的兩個(gè)桿18a、 18b。
在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，曲軸16和兩個(gè)桿18a、 18b使滑板8a、 8b及在 其上支撐的所有零件均以相互交替方式沿相應(yīng)的導(dǎo)軌對(duì)9a、 9b運(yùn)動(dòng)。
示例
本發(fā)明的設(shè)備和方法曾與使用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)作用的輥通過在輥之間擠 壓光纖的設(shè)備作過比較。十次纖維拉制/旋轉(zhuǎn)過程曾通過使用擠壓輥設(shè) 備進(jìn)行，并且十次通過使用本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)器設(shè)備進(jìn)行。每個(gè)過程曾用 產(chǎn)生200km長(zhǎng)的光纖的預(yù)制件進(jìn)行。
施加到每根纖維上的旋轉(zhuǎn)值曾由在加工過程中連續(xù)讀取該值的纖
維旋轉(zhuǎn)監(jiān)視器FSM測(cè)量，所述監(jiān)視器FSM位于拉制熔爐正下方。必 須注意，因?yàn)樵S多影響與纖維拉制和巻繞過程相關(guān)聯(lián)，比如纖維扭曲 的彈性恢復(fù)、滑移等，所以檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)/值可能不是巻軸上纖維的旋轉(zhuǎn) /值。
現(xiàn)有技術(shù)的拉制/旋轉(zhuǎn)過程的結(jié)果和本發(fā)明的那些結(jié)果分別表示 在代表的圖7和8中。
旋轉(zhuǎn)輥的行程曾是10mm,并且其反向頻率是4Hz。拉制速度曾 是18m/s。
如圖7的曲線表示的那樣，被檢測(cè)的最大旋轉(zhuǎn)速率，即設(shè)備能夠 傳遞到纖維中的旋轉(zhuǎn)的量曾在寬的范圍內(nèi)分布，使得得到光纖的長(zhǎng)度 的大約66%具有2.5-4旋轉(zhuǎn)/m范圍的旋轉(zhuǎn)值。旋轉(zhuǎn)光纖長(zhǎng)度的(大約 19%)顯著百分比具有0.5-2.0旋轉(zhuǎn)/m范圍內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)值，并且大 約8%具有在2到2.5旋轉(zhuǎn)/m之間的最大旋轉(zhuǎn)值。高于4旋轉(zhuǎn)/m、至 到6.5旋轉(zhuǎn)/m的最大旋轉(zhuǎn)值的低百分比也被測(cè)量。
如圖8中顯示的那樣，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)/拉制過程曾為光纖提供一種 生產(chǎn)分布，其中
一大約36%的長(zhǎng)度曾在3.0-3.5旋轉(zhuǎn)/m下被旋轉(zhuǎn)； —大約32%的長(zhǎng)度曾在2.5-3.0旋轉(zhuǎn)/m下被旋轉(zhuǎn)； 一大約22%的長(zhǎng)度曾在3.5-4.0旋轉(zhuǎn)/m下被旋轉(zhuǎn)； 因此，根據(jù)本發(fā)明技術(shù)得到的光纖長(zhǎng)度的大約90%具有被包括在 2.5-4旋轉(zhuǎn)/m范圍內(nèi)的最大旋轉(zhuǎn)值。高于4旋轉(zhuǎn)/m的旋轉(zhuǎn)值曾小于8%; 低于2.0旋轉(zhuǎn)/m和高于5.5旋轉(zhuǎn)/m的旋轉(zhuǎn)值不存在。
以上結(jié)果證實(shí)，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)設(shè)備和方法為光纖沿纖維長(zhǎng)度提供
比用具有彼此靠壓的輥的旋轉(zhuǎn)設(shè)備生產(chǎn)的纖維更顯著恒定的旋轉(zhuǎn)值。 纖維缺少壓縮使纖維相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)在旋轉(zhuǎn)步驟期間能減少機(jī)械
損害或滑移的危險(xiǎn)，并且提高方法的可靠性和得到的纖維的旋轉(zhuǎn)參數(shù) 的重復(fù)性。
上面示例給出的幾何值和過程參數(shù)已在施加的條件下達(dá)到滿意的 結(jié)果；在不同條件、不同的拉制塔等情況下，這些值和參數(shù)能被調(diào)整
以優(yōu)化操作。特別是旋轉(zhuǎn)器按要求提供轉(zhuǎn)動(dòng)光纖足夠摩擦力的能力可 通過調(diào)整纖維巻繞旋轉(zhuǎn)輥的弧進(jìn)行調(diào)整，而不必在旋轉(zhuǎn)輥之間擠壓纖 維或修改其它拉制參數(shù)(例如拉力)，否則這可能影響拉制過程和合成 纖維。
權(quán)利要求
1.一種用于制造光纖的方法，該方法包括步驟-通過將拉力施加到纖維上而從被加熱的預(yù)制件拉制纖維；-在纖維被拉制的同時(shí)使纖維旋轉(zhuǎn)，其中，旋轉(zhuǎn)纖維的步驟包括子步驟-在旋轉(zhuǎn)輥上以一卷繞弧卷繞纖維，使得在纖維與旋轉(zhuǎn)輥之間由于所述卷繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力；-軸向移動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輥，從而使得纖維在旋轉(zhuǎn)輥表面上通過所述摩擦力而滾動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括步驟一通過將拉力施加到纖維上而從被加熱的預(yù)制件拉制纖維； 一在纖維被拉制的同時(shí)使纖維旋轉(zhuǎn)，其中，旋轉(zhuǎn)纖維的步驟包括 子步驟-在第一旋轉(zhuǎn)輥上以一第一巻繞弧巻繞纖維，使得在纖維與第一 旋轉(zhuǎn)輥之間由于所述第一巻繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力；一在第二旋轉(zhuǎn)輥上以一第二巻繞弧巻繞纖維，使得在纖維與第二 旋轉(zhuǎn)輥之間由于所述第二巻繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力，第一和第 二旋轉(zhuǎn)輥位于相對(duì)于纖維的相對(duì)側(cè)；一相對(duì)彼此軸向移動(dòng)所述第一旋轉(zhuǎn)輥和所述第二旋轉(zhuǎn)輥，從而使 得纖維在第一和第二旋轉(zhuǎn)輥表面上通過所述摩擦力而滾動(dòng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述第一旋轉(zhuǎn)輥和所述第 二旋轉(zhuǎn)輥在相反方向上移動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括至少在旋轉(zhuǎn)輥上巻繞 纖維的步驟之前在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的垂直平面上引導(dǎo)纖維的步
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的 垂直平面上引導(dǎo)纖維的步驟包括使纖維在一對(duì)導(dǎo)輥之間通過。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，包括在旋轉(zhuǎn)輥上巻繞纖維 的步驟之前和之后都在與旋轉(zhuǎn)輥軸線相垂直的垂直平面上引導(dǎo)纖維的 步驟。
7. —種用于旋轉(zhuǎn)在拉制方向上被拉制的光纖的設(shè)備，該設(shè)備包括 —第一和第二平行旋轉(zhuǎn)輥，所述旋轉(zhuǎn)輥具有基本上圓柱形外表面，所述旋轉(zhuǎn)輥是—沿所述拉制方向彼此間隔開，一沿所述拉制方向至少部分地重疊，以便使被拉制的纖維從 中通過以在所述旋轉(zhuǎn)輥中的至少一個(gè)的外表面上形成巻繞?。灰辉谛D(zhuǎn)輥的外表面之間形成比光纖的外徑大的間隙；和 一往復(fù)機(jī)構(gòu)，其操作地連接到所述旋轉(zhuǎn)輥上，用于該輥的軸向交 替的移動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述平行旋轉(zhuǎn)輥具有位于 公共平面中的軸線，該公共平面相對(duì)于與拉制方向正交的平面形成一 角度(aj。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述角度od具有25°至35° 的值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，所述角度a,具有27。至 31°的值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述巻繞弧具有旋轉(zhuǎn)輥 的圓周的1.5%至5%的延長(zhǎng)部分。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)輥之間的間隙為 1.5mm至2.5mm寬度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)輥之間的間隙為 1.9mm至2.1mm寬度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，該設(shè)備包括至少一對(duì)平行導(dǎo)輥， 所述導(dǎo)輥的軸線位于水平平面上并與所述旋轉(zhuǎn)輥的軸線垂直。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，該設(shè)備包括分別在旋轉(zhuǎn)輥對(duì)的 上游和下游的兩對(duì)導(dǎo)輥。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)輥的表面涂敷一摩擦系數(shù)增強(qiáng)子涂層。
17. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)輥借助于轉(zhuǎn)動(dòng)主軸 支撐到相應(yīng)的可樞轉(zhuǎn)機(jī)架上。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述可樞轉(zhuǎn)機(jī)架借助于 相關(guān)樞轉(zhuǎn)主軸被支撐部來(lái)支撐。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其中，所述支撐部被固定在滑 板上。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所迷滑板沿一對(duì)導(dǎo)軌可 移動(dòng)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)軌平行于旋轉(zhuǎn)輥 的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述導(dǎo)軌對(duì)被固定到主 基座上。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述主基座被固定在拉 制塔上。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述主基座具有孔。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其中，所述孔具有細(xì)長(zhǎng)形狀， 其長(zhǎng)邊與旋轉(zhuǎn)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中，孔的所述長(zhǎng)邊具有這樣 的長(zhǎng)度，以使纖維在旋轉(zhuǎn)輥橫移時(shí)能基本上自由地運(yùn)動(dòng)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，該設(shè)備包括位置調(diào)節(jié)裝置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，旋轉(zhuǎn)輥中的一個(gè)固定到 主基座上。
29. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，滑板被操作地連接到往 復(fù)機(jī)構(gòu)上。
30. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，往復(fù)機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè) 連接元件，每個(gè)連接元件用于滑板中的一個(gè)，將滑板連接到發(fā)動(dòng)機(jī)上。
全文摘要
一種用于制造光纖的方法和設(shè)備，包括如下步驟和/或裝置通過將拉力施加到纖維上從加熱的預(yù)制件中拉制纖維；在纖維被拉制的同時(shí)對(duì)其旋轉(zhuǎn)，其中，旋轉(zhuǎn)纖維的步驟包括在旋轉(zhuǎn)輥上卷繞纖維一卷繞弧的子步驟，這樣在纖維與旋轉(zhuǎn)輥之間由于所述卷繞弧和所述拉力而產(chǎn)生摩擦力；軸向移動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)輥，這樣使纖維在旋轉(zhuǎn)輥表面上通過所述摩擦力而滾動(dòng)。
文檔編號(hào)C03B37/03GK101341101SQ200580052383
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2005年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
發(fā)明者D·薩爾奇, G·S·羅巴, M·泰德斯奇, R·帕塔 申請(qǐng)人:普雷斯曼電纜及系統(tǒng)能源有限公司