КАТУШКА ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА И ЧЕХОЛ ДЛЯ КАТУШКИ Российский патент 2000 года по МПК B65H75/14 G02B6/44 

Изобретение относится к катушке для оптического волокна и чехлу для катушки, которые используются при хранении и транспортировке оптического волокна.

Оптические волокна используются в сетях связи для быстрой передачи информации. За последние годы существенно повысились требования, предъявляемые к оптическим волокнам.

Оптические волокна обычно бывают двух видов. Они могут быть частью волоконно-оптического кабеля. В волоконно-оптическом кабеле оптические волокна размещаются внутри цилиндрической трубки. В трубке также выполняют многочисленные слои из защитного материала, которые располагаются вокруг оптических волокон. Многочисленные защитные слои защищают оптические волокна от повреждения и гарантируют сохранение оптических и механических характеристик оптических волокон. С другой стороны, оптические волокна могут поставляться отдельно. В этом случае оптические волокна обычно наматывают на катушку, которая предохраняет оптические волокна от повреждения.

На фиг. 1 изображен общий вид известной катушки для оптического волокна. Известная катушка для оптического волокна имеет конструкцию, которая позволяет удерживать короткое оптическое волокно, т.е. оптическое волокно длиной приблизительно 15-20 км. Катушка (фиг. 1) включает в себя цилиндрический барабан 110, на который наматывают оптическое волокно. Она также включает в себя два фланца 130, расположенные по краям барабана 110. С катушкой относительно легко обращаться, т.к. диаметр барабана 110 отличается только на небольшую величину от диаметра фланцев 130, например, приблизительно на 83-88 мм. Кроме того, оптическое волокно, намотанное на катушку, обычно имеет малый вес.

Известная катушка также включает в себя прокладку 120, щель 130a для вытягивания оптического волокна и часть 150 для дополнительной обмотки. Прокладка 120 покрывает цилиндрический барабан 110 и предохраняет намотанное оптическое волокно от повреждения, которое может возникнуть при ударе. На фланце 130 выполнена часть 150 для дополнительной обмотки, которая удерживает конечную часть оптического волокна. В данном случае конечная часть намотанного оптического волокна вытягивается через щель 130a и затем наматывается на часть 150 для дополнительной обмотки.

Однако в настоящее время повышаются требования к длине оптических волокон. К сожалению, известная катушка не позволяет в достаточной степени удерживать длинное оптическое волокно. Если на катушку наматывают длинное оптическое волокно, то концевые части фланцев становятся искривленными. Это, в свою очередь, приводит к изгибу и повреждению оптического волокна. Кроме того, при определенных температурах может возникнуть сильная деформация катушки из-за более высокого веса оптического волокна. Более того, обращение с катушкой становится затруднительным.

Дополнительные проблемы связаны с щелью 130a для вытягивания оптического волокна и с прокладкой 120. Как показано на фиг. 2, разница в размерах по высоте между щелью 130a для вытягивания оптического волокна и прокладкой 120 очень маленькая. В данном случае, толщина прокладки 120 практически совпадает с высотой щели 130a, при этом остается очень маленький промежуток, через который вытягивают оптическое волокно. Таким образом, когда оптическое волокно вытягивают через щель 130a с противоударной губчатой прокладки 120, оптическое волокно может зацепляться между прокладкой 120 и внутренней боковой поверхностью фланца 130. Кроме того, оптическое волокно может натягиваться вокруг части 150 для дополнительной обмотки. Любое положение вызывает изгиб оптического волокна, что приводит к повреждению оптического волокна.

Вышеописанные проблемы можно кратко охарактеризовать следующим:
(1) на известную катушку трудно наматывать длинное оптическое волокно, т.к. конструкция катушки предназначена для намотки оптического волокна длиной 15-20 км;
(2) при намотке на известную катушку длинного оптического волокна возникает искривление фланцев катушки; в случае, когда на катушку наматывают длинное оптическое волокно, то при определенных температурах она также может сильно деформироваться;
(3) т.к. оптическое волокно становится нелинейным из-за разницы размеров между высотой щели для вытягивания оптического волокна и толщиной прокладки, то трудно установить точное значение потерь, и
(4) при намотке на катушку более длинного оптического волокна увеличивается вес катушки, что приводит к затруднениям, которые связаны с транспортировкой и хранением катушки и с защитой оптических и механических характеристик оптического волокна от воздействия внешней окружающей среды.

Каждый из следующих патентов описывает особенности, которые являются общими и для настоящего изобретения, но не описывают или не предлагают особо упомянутую катушку для оптического волокна и чехла для катушки настоящего изобретения: патент США N 3650388, Осойняк (Osojnak), "Коробка для ленты" ("Таре Canister"); патент США N 1488322, Доти (Doty), "Чехол для катушки с пленкой" ("Film Reel Cover"/); патент США N 1702242, Бьюэроу (Bureau) "Катушка" ("Reel"); патент США N 4635789, Уэб (Webb), "Запирающий механизм для магнитной ленты" ("Locking Mechanism For Magnetic Tape"); патент США N 4974789, Милбен (Milburn), "Раздаточная упаковка для волоконно-оптического устройства" ("Dispensing Package For A Fiber-Optic Device"); патент США N 5702066, Херст и др, (Hurst et al), "Катушка для оптического волокна и способ загрузки катушки" ("Optical Fiber Spool and Method Of Loadihg Spool"); патент США N 1981139, Бьюэроу (Bureau), "Катушка" ("Reel"); патент США N 3391879, Ле Бас Ср. (Le Bus Sr.), "Способ и устройство намотки многослойного кабеля без сдавливания" ("Non-Crushing Multi-Layer Cable Spooling Method And Apparatus Therefor"); патент США N 2741441, Ле Бас Ср, (Le Bus Sr.), "Способ и устройство намотки кабеля в перехлест" ("Method And Apparatus Of Cross-Over Cable Spooling").

В основу настоящего изобретения положена задача создания катушки оптического волокна, на которую можно намотать оптическое волокно длиной по меньшей мере 30 км за счет увеличения разницы в размерах между диаметрами барабана и фланца до 95-100 мм и толщиной ребер жесткости до 3 мм или более, а также катушку, предназначенную для хранения и транспортировки оптического волокна, содержащую:
барабан, на который наматывают оптическое волокно, причем барабан покрывают прокладкой с заданной толщиной для защиты оптического волокна от ударов,
первый круглый фланец, позиционируемый на первом конце барабана и второй круглый фланец, позиционируемый на противоположном конце барабана, для поддержания барабана,
щель для вытягивания оптического волокна, выполненную на первом круглом фланце, через которую можно вытягивать конечную часть намотанного оптического волокна, причем верхняя поверхность щели для вытягивания оптического волокна располагается от внешнего диаметра барабана на расстоянии, которое по существу равно или больше, чем двойная толщина прокладки.

Такая катушка для оптического волокна предохраняет оптическое волокно от изгиба, и, таким образом, снижает вероятность повреждения оптического волокна.

Предпочтительно, чтобы упомянутое расстояние было по существу равным удвоенной толщине прокладки.

Также предпочтительно, чтобы катушка для оптического волокна содержала средство для дополнительной намотки, выполненное на первом круглом фланце, вокруг которого можно намотать часть оптического волокна, которое вытягивается через щель для вытягивания оптического волокна.

Одно или несколько ребер жесткости ("лопаток") можно позиционировать на внешних поверхностях первого и/или второго круглых фланцев для поддержания намотанного оптического волокна.

Предпочтительно, чтобы толщина ребра жесткости или ребер жесткости составляла приблизительно 3 мм для предотвращения искривления катушки.

Предпочтительно, чтобы внешний диаметр первого круглого фланца и внешний диаметр второго круглого фланца были больше, чем диаметр барабана на расстояние, приблизительно равное 95-100 мм, для того, чтобы оптическое волокно длиной по меньшей мере 30 км можно было намотать на катушку.

Настоящее изобретение также предусматривает чехол для катушки оптического волокна, предназначенный для хранения и защиты катушки оптического волокна, содержащий первую и вторую части чехла с внутренним зацеплением, при этом часть чехла содержит:
тело в виде полукольца для покрытия катушки,
направляющие в виде полуколец, выполненные на противоположных краях тела в виде полуколец для удержания фланцев катушки,
ручку, выполненную на одном конце тела в виде полукольца для облегчения транспортировки чехла катушки и катушки, и
средство зацепления, выполненное на противоположном конце тела в виде полукольца для зацепления с взаимодействующим средством зацепления, выполненным на другой части чехла.

Для простоты конструкции средство зацепления может содержать хомут и взаимодействующую прорезь.

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид известной катушки для оптического волокна;
фиг. 2 изображает вид спереди щели для вытягивания оптического волокна в известной катушке для оптического волокна;
фиг. 3 изображает общий вид катушки для оптического волокна, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 4 изображает вид спереди щели для вытягивания оптического волокна, выполненный в катушке для оптического волокна, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 5 изображает общий вид чехла для катушки оптического волокна, согласно настоящему изобретению.

На фиг. 3 изображен общий вид катушки 10 для оптического волокна, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Как изображено на фиг. 3, катушка 10 для оптического волокна включает в себя барабан 11, на который наматывают оптическое волокно. Губчатая прокладка 12, показанная штриховыми линиями, покрывает барабан 11. Губчатая прокладка 12 является противоударной и предохраняет оптическое волокно от повреждения, которое может возникнуть при ударе. Фланцы 13 выполнены по краям барабана 11 для поддержания барабана 11. Ребра жесткости 14, расположенные в фиксированном положении на фланцах 13, выполнены для поддержания намотанного оптического волокна. Часть 15 для дополнительной обмотки позиционируется на внешней поверхности фланца 13, на которую наматывают начальную часть оптического волокна. Щель 13a для вытягивания оптического волокна позиционируется на том же самом фланце 13, на котором размещена часть 15 для дополнительной обмотки. Щель 13 для вытягивания оптического волокна расположена на заданном расстоянии от внутреннего диаметра 11a фланца 13. В данном случае верхняя поверхность щели 13a предпочтительно расположена на расстоянии 2t от внутреннего диаметра 11a фланца 13 в случае, когда толщина прокладки 12 составляет t.

В предпочтительном варианте осуществления элементы катушки для оптического волокна выполнены вместе с помощью инжекционного прессования. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления, диаметр барабана 11 выполнен меньше диаметра фланцев 13 приблизительно на 95-100 мм для того, чтобы катушка 10 могла поддерживать оптическое волокно с длиной по меньшей мере 30 км. Толщина ребер жесткости предпочтительно увеличена до 3 мм. Увеличенная толщина ребер жесткости предохраняет края фланцев 13 от искривления. Искривление возникает из-за увеличения натяжения в центральном направлении намотанного оптического волокна, которое, в свою очередь, вызвано увеличенным весом длинного оптического волокна. Соответственно, более длинное оптическое волокно можно наматывать на катушку путем изготовления ребер жесткости 14 более толстыми.

Как показано на фиг. 4, щель 13a для вытягивания оптического волокна выполнена для вытягивания оптического волокна вокруг части 15 для дополнительной обмотки. В частности, оптическое волокно предпочтительно вытягивают через щель 13a и затем наматывают на часть 15 для дополнительной обмотки. Как изображено на чертеже, щель 13a расположена на заданном расстоянии отдельно от внутреннего диаметра 11 фланца 13. Заданное расстояние выбирают так, чтобы щель 13a располагалась ближе к внешнему диаметру фланца 13, чем щели в известных катушках. В данном случае, как описано выше, предполагается, что толщина прокладки 12 равна t, расстояние между внутренним диаметром 11a фланца 13 и верхней поверхностью 13b щели 13a предпочтительно составляет 2t. Этот промежуток учитывает диаметр оптического волокна, поскольку толщина t прокладки 12 составляет только половину расстояния 2t между внутренним диаметром 11a фланца 13 и верхней поверхностью 13b щели 13a.

На фиг. 5 изображен общий вид чехла для катушки оптического волокна, согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 5, чехол 20 для катушки оптического волокна включает в себя полукруглую часть 21 чехла и направляющие 21a катушки, на противоположных краях части 21 чехла. На одной стороне части 21 чехла выполнена ручка 22, которая используется при транспортировке катушки оптического волокна. По меньшей мере один хомут 23 и по меньшей мере часть 24 для зацепления выполнена на другой стороне части 21 чехла. Если множество хомутов 23 выполнены так, как показано на фиг. 5, они позиционируются таким способом, чтобы одна часть 24 зацепления была размещена между каждой парой хомутов 23.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, два таких чехла 20 для катушки соединяются друг с другом с помощью хомутов 23 одного чехла, зацепляя при этом части 24 зацепления другого чехла и наоборот. При таком расположении катушка удерживается между двумя чехлами 20. Части 21 чехлов закрывают оптическое волокно и направляющие 21a катушки поддерживают фланцы катушки. Таким образом, оптическое волокно предохраняется от растяжения и напряжения при изгибе. Оптическое волокно также защищено от внешних ударов, которые могут возникнуть при его хранении. Кроме того, ручки 22 облегчают хранение и транспортировку катушки, которая становится более тяжелой, потому что на нее наматывают длинное оптическое волокно.

Два чехла 20 катушки изготавливают путем прессования. Их собирают так, чтобы часть 21 одного чехла была обращена к каждой другой, когда хомуты 23, установленные с другой стороны, части 24 зацепления одного чехла катушки зацепляются за соответствующие части 24 зацепления и хомутами 23 другого чехла катушки.

Таким образом, катушка оптического волокна и чехол для катушки настоящего изобретения имеют несколько преимуществ по сравнению с известными образцами. На катушке настоящего изобретения можно хранить оптическое волокно длиной по меньшей мере 30 км, тогда как на известной катушке оптического волокна можно только хранить оптическое волокно длиной 15-20 км. Кроме того, катушка оптического волокна настоящего изобретения более тяжелая, чем известная катушка, и в ней используются ребра жесткости с увеличенной толщиной, что позволяет устранить деформацию катушки. Катушка настоящего изобретения также предохраняет оптическое волокно от изгиба за счет позиционирования щели для вытягивания оптического волокна в высоком положении. Кроме того, чехол катушки настоящего изобретения предохраняет катушку оптического волокна. Чехол катушки также облегчает транспортировку катушки оптического волокна, поскольку она снабжена ручкой.

Изобретение используется для хранения и транспортировки оптического волокна. Катушка для оптического волокна содержит барабан, на который наматывают оптическое волокно. Барабан покрыт прокладкой с заданной толщиной для защиты оптического волокна от ударов. Первый круглый фланец расположен на первом конце барабана, второй круглый фланец - на противоположном конце барабана. Щель для вытягивания оптического волокна выполнена на первом круглом фланце, через которую вытягивают конечную часть намотанного оптического волокна. Щель для вытягивания оптического волокна выполнена так, чтобы верхняя поверхность щели располагалась от внутреннего диаметра первого круглого фланца на расстоянии, приблизительно равном по меньшей мере удвоенной заданной толщине прокладки. Чехол состоит из двух частей. Каждая часть выполнена в виде полукольца с ручкой для транспортировки на одном его конце и со средством зацепления на другом его конце. Снижена вероятность повреждения оптического волокна. 2 с. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Катушка для оптического волокна, предназначенная для хранения и транспортировки оптического волокна, содержащая барабан для наматывания оптического волокна, причем барабан покрывают прокладкой с заданной толщиной для защиты оптического волокна от ударов, первый круглый фланец, расположенный на первом конце барабана, и второй круглый фланец, расположенный на противоположном конце барабана с возможностью поддержания барабана, щель для вытягивания конечной части намотанного оптического волокна, выполненную на первом круглом фланце, отличающаяся тем, что верхняя поверхность щели для вытягивания оптического волокна расположена от внешнего диаметра барабана на расстоянии, которое равно или больше, чем двойная толщина прокладки. 2. Катушка оптического волокна по п.1, отличающаяся тем, что содержит средство для дополнительной обмотки, расположенное на первом круглом фланце и выполненное с возможностью намотки части оптического волокна, вытянутого через щель для вытягивания оптического волокна. 3. Катушка оптического волокна по п.1 или 2, отличающаяся тем, что содержит одно или несколько ребер жесткости, которые расположены на внешних поверхностях первого и/или второго круглых фланцев, для поддержания намотанного оптического волокна. 4. Катушка оптического волокна по п.3, отличающаяся тем, что толщина ребра жесткости или ребер жесткости равна 3 мм. 5. Катушка оптического волокна по любому одному из пп.1 - 4, отличающаяся тем, что внешний диаметр первого круглого фланца и внешний диаметр второго круглого фланца больше, чем диаметр барабана на 95 - 100 мм. 6. Чехол для хранения и защиты катушки оптического волокна, отличающийся тем, что содержит первую и вторую части чехла с внутренним зацеплением, причем каждая часть чехла содержит тело в виде полукольца для покрытия катушки, направляющие в виде полуколец, расположенные на противоположных краях тела в виде полукольца для удержания фланцев катушки, ручку для транспортировки, расположенную на одном конце тела в виде полукольца, и средство зацепления, выполненное на противоположном конце тела в виде полукольца для зацепления с взаимодействующим средством зацепления, выполненным на другой части чехла. 7. Чехол для катушки оптического волокна по п.6, отличающийся тем, что средство для зацепления содержит хомут и взаимодействующую прорезь.