阅读说明：本技术 张紧和穿引光纤的设备和方法 (Apparatus and method for tensioning and threading optical fibers ) 是由 K·P·本加内 B·C·法勒 J·T·弗拉林 K·恩古延 A·D·佩里提 于 2018-12-16 设计创作，主要内容包括：用于张紧和穿引光纤的设备包括第一辊,第二辊,围绕第一辊和第二辊缠绕的带,以及第三辊。所述带可以与第一辊和第二辊直接物理接触。第三辊可相对于所述带在接合与脱离构造之间移动。或者,第一辊、第二辊和所述带可相对于第三辊在接合构造与脱离构造之间移动。从脱离构造到接合构造的致动将光纤在第三辊与带之间捕获。(An apparatus for tensioning and threading an optical fiber includes a first roller, a second roller, a ribbon wrapped around the first roller and the second roller, and a third roller. The belt may be in direct physical contact with the first roller and the second roller. The third roller is movable relative to the belt between engaged and disengaged configurations. Alternatively, the first roller, the second roller and the belt are movable relative to the third roller between an engaged configuration and a disengaged configuration. Actuation from the disengaged configuration to the engaged configuration captures the optical fiber between the third roller and the ribbon.)

张紧和穿引光纤的设备和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月25日提交的第2020822号荷兰专利申请的优先权权益，该申请根据35U.S.C.§119要求2018年3月7日提交的第62/639,616号美国临时申请以及2017年12月27日提交的第62/610,722号美国临时申请的优先权权益，它们各自的内容通过引用全文纳入本文。

技术领域

本公开一般涉及光纤。更具体地，本公开涉及用于张紧和穿引光纤的设备和方法。

背景技术

在光纤制造行业中，长度长的光纤在机器旋转的卷起卷轴上被高速缠绕，以用于运输和处理。随着光纤被缠绕在卷轴上，光纤以连续层的形式被铺设到卷轴上。在光纤制造设施中，光纤缠绕通常发生在最初拉制光纤的拉制塔中。

一些光纤张紧和穿引系统使用抽吸机来穿引和重新穿引光纤。抽吸机利用真空来获取以一定速度从拉制塔(未示出)行进的光纤。抽吸机通过向光纤施加高压空气而张紧光纤。高压空气的型态造成光纤打旋，这为高压空气提供了较大的表面积以在光纤上施加力，从而产生张力。高速空气流可以由连接到抽吸机的软管提供，该高速空气流将光纤运输到光纤收集罐中进行处理。

抽吸机能够在常用的拉制速度下获取和积聚光纤。然而，抽吸机可能不能够在光纤上产生并维持恒定的张力。由高压空气在光纤中诱导的打旋型态可能造成光纤在穿引期间接触光纤路径中的设备。可能在光纤路径中并且在光纤打旋时可能意外接触光纤的设备包括缠绕机上的工艺滑轮和抽吸机上的入口喷嘴。光纤与各种设备之间的接触可造成光纤失去张力并断裂。因此，抽吸机系统在当前拉制速度下已达到其最大容量。另外，张紧光纤所需的高压空气昂贵且嘈杂。

发明内容

根据一个实施方式，用于张紧和穿引光纤的设备包括第一辊，第二辊，围绕第一辊和第二辊缠绕的带，以及第三辊。所述带可以与第一辊和第二辊直接物理接触。第一辊、第二辊和第三辊中的至少一者是可致动的，以在所述带与第三辊之间捕获光纤。第一辊、第二辊、第三辊和所述带的尺寸和位置被设置成使光纤以至少约30m/s的速度移动通过用于张紧和穿引光纤的设备。

根据第二个实施方式，用于张紧和穿引光纤的设备包括第一辊，第二辊，围绕第一辊和第二辊缠绕的带，以及第三辊。所述带与第一辊和第二辊直接物理接触。第三辊可相对于所述带在接合和脱离构造之间移动。第三辊从脱离构造到接合构造的致动在第三辊与带之间捕获了光纤。用于张紧和穿引光纤的设备还包括具有引导结构的入口喷嘴。引导结构一般是泪珠形的。所述引导结构有助于相对于第一辊、第二辊、第三辊和带定位光纤，以通过将第三辊致动到接合构造而在第三辊与所述带之间捕获光纤。

根据第三个实施方式，用于张紧和穿引光纤的设备包括第一涂覆辊、第二涂覆辊和夹紧辊，所述第一涂覆辊涂覆有第一材料，其增加了第一涂覆辊的表面的摩擦系数，所述第二涂覆辊涂覆有第二材料，其增加了第二涂覆辊的摩擦系数。第二涂覆辊位于第一涂覆辊的上游。夹紧辊毗邻第一涂覆辊。夹紧辊可在接合构造与脱离构造之间操作。夹紧辊从脱离构造到接合构造的致动被构造用于在夹紧辊与第一涂覆辊之间捕获光纤。

本文所述的光纤张紧和穿引设备的实施方式可以位于光纤拉制系统的下游，并且有利地能够以高的速度将长度长的经拉制的光纤缠绕在机器旋转的卷起卷轴上以用于运输和处理。根据一些实施方式，光纤被拉制、涂覆，然后以至少30米/秒(例如30-100米/秒)的高速度进入光纤张紧和穿引设备，从而能够以高的速度将长度长的经拉制的光纤缠绕在机器旋转的卷起卷轴上以用于运输和处理。

附图说明

图1是根据一个实施方式所述的用于张紧和穿引光纤的设备的侧视图，其例示了处于脱离构造的辊组件；

图2是根据一个实施方式所述的用于张紧和穿引光纤的设备的侧视图，其例示了处于接合构造的辊组件；

图3是根据一个实施方式所述的切割机构的前视图，其以虚线例示了内部组件；

图4是根据一个实施方式所述的辊组件的部分的后视图，其例示了多个偏置构件和连接到电动机的电力线；

图5A是根据一个实施方式所述的可以用在所述设备上的排气组件的一个实施方式的侧视透视图，其例示了处于闭合位置的阀；

图5B是排气组件的侧视图，其例示了处于开放位置的阀；

图6A是根据一个实施方式所述的引导结构的侧视透视图；

图6B是根据一个实施方式所述的引导结构的前视图；以及

图7是辊组件的一个替代性实施方式的侧视图。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的优选实施方式，这些实施方式的实例在附图中示出。只要可能，在所有附图中将使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。图1-7中示出了用于张紧和穿引光纤的设备的一个或多个实例，并且在所有附图中一般用附图标记20指代所述设备。

参考图1-7，在各个实施方式中，本公开的用于张紧和穿引光纤的设备20被构造成向光纤24提供张力。提供给光纤24的张力并非意在指通常在拉制塔或拉制塔组件上拉制光纤24的过程期间提供给光纤24的张力。更确切地说，在本公开中，提供给光纤24的张力是指在光纤24完全形成(例如，经过拉制、涂覆等)之后所提供的张力。光纤24可以以相对较高的速度被缠绕到光纤缠绕卷轴(未示出)上，例如，大于约20m/s、大于约30m/s、大于约40m/s、大于约50m/s、大于约60m/s、大于约70m/s、大于约80m/s、大于约90m/s、或大于约100m/s的拉制速度。在一些示例性实施方式中，拉制速度可以是约20m/s至约30m/s、或约20m/s至约40m/s、或约20m/s至约50m/s、或约20m/s至约60m/s、或约20m/s至约70m/s、或约20m/s至约80m/s、或约20m/s至约90m/s、或约20m/s至约100m/s、或约20m/s至约110m/s、或约20m/s至约120m/s、或约20m/s至约130m/s、或约20m/s至约140m/s、或约20m/s至约150m/s。光纤24还维持在相对较高的张力下，以确保成功地穿引到光纤缠绕卷轴上。光纤24可以由任何已知类型的拉制设备(未示出)、已知类型的光纤拉伸、筛选装置(未示出)或任何其他来源直接供应。

具体参考图1和2，本公开的设备20是被设计用于将长度移动的光纤24运输到处理罐和/或卷轴的机械设备。设备20可以利用真空，以类似于抽吸机型装置的方式获取光纤24。不同于抽吸机型装置，在本文公开的设备中，高压空气不用作产生张力或将光纤24运输到收集罐或卷轴的方式。换言之，本公开的设备20在不采用高压空气的情况下操作。相反，本公开的设备20通过以辊组件28中捕获光纤24来张紧光纤24。辊组件28包括多个辊32。其中的至少一个辊32可以连接到电动机。辊组件28张紧光纤24，使得电动机扭矩增加导致光纤24中的张力增加。在各个实例中，可以调整或变动电动机扭矩以维持或改变设备20提供给光纤24的张力。本公开的设备20可以用于向位于光纤拉制塔的拉制牵引机34与辊组件28之间的光纤24的区段提供张力。拉制牵引机34通常用于在将光纤24从拉制塔拉制出时，向光纤24提供张力。拉制牵引机34从光纤24的预制件(其被加热，例如由炉加热)牵拉光纤24。设备20位于拉制牵引机34的下游。

在一些实例中，设备20仅依赖于真空或负压作为在光纤24离开辊组件28之后将光纤24运输到收集罐的方法。图1示出了本公开的设备20的一个实例。光纤24通过入口喷嘴36进入设备20，所述入口喷嘴36连接到负压，以在入口喷嘴36处产生低压。因此，入口喷嘴36处的低压收集或获取了光纤24。光纤24接着进入设备20并通过设备20的相对端部离开。在一些实例中，设备20可配备有排气组件40。排气组件40可以采取各种形式，包括但不限于各种阀组件。另外，排气组件40可以位于设备20上的各个位置处，只要排气组件40与设备20流体连接即可[即，在部件之间提供流体(即，液体和/或气体)传输的路径]。最后，光纤24通过排气组件40到达收集罐。

虽然一些实例可以仅依赖于真空或负压，但是设想了高压空气注入系统可以与本文公开的辊组件28中的一种或多种可能的辊构造(例如，参见下文的构造1和构造2)结合使用，以在设备20内产生额外的张力(如果需要)。当辊组件28处于如图1所示的脱离构造时，光纤24可以通过真空或负压，经排气组件40被运输到处理罐或收集罐。在一些实施方式中，可能希望在卷起之前先处理一部分的光纤24。例如，当光纤拉制刚开始时，并且从拉制塔牵拉的光纤24不符合目标光纤24的期望规格，则不符合期望规格的光纤24的部分可以被弃去。一旦缠绕卷轴填充有一定量的光纤24，则辊组件28的接合构造可以用于将光纤24运输到下个卷轴以用于缠绕。图2例示的辊组件28的接合构造可以用于迅速且有效地将光纤24从拉制塔运输到缠绕卷轴。此外，辊组件28的接合构造可以在光纤24离开拉制塔时维持光纤24上的张力。

辊32可以被布置成两种主要构造，第一种构造可以被称为带式辊，如图1和2所示，而第二种构造可以被称为涂覆辊或夹紧辊，如图7所示。下面将进一步详细描述每种构造。另外，每种构造可以利用真空或负压来初始收集或获取光纤24的自由端，其以一定的速度从拉制塔组件移动。进一步地，两种构造采用用于光纤24的收集罐(未示出)和/或卷轴。在各个实例中，光纤24通过真空或负压从设备20被运输到收集罐和/或卷轴。

辊构造1：带式辊

参考图1和2，构造1包括多个辊32。在所示的实例中，使用三个辊32，其中，至少两个辊32是电动机驱动的，并且至少一个带44受电动机驱动的其中一个辊32驱动。虽然在所示的实例中采用三个辊32，但是设想了可以采用不止三个辊32而不偏离本文公开的构思。辊组件28可以被封装在隔室48中，如图1所示。隔室48可以是密封的，例如，用气密性密封件密封。无论实施方式或实例如何，隔室48包含被构造用于将张紧的光纤24与未张紧的光纤24隔离的系统。光纤24通过入口喷嘴36进入隔室48，并且例如通过排气组件40离开隔室48，所述排气组件40可以在辊组件28的下游连接到隔室48。辊组件28能够具有至少两种构造。第一种构造是脱离构造(图1)。在脱离构造中，辊32定位成使光纤24在辊32之间的空间中自由移动而不会物理接触任何的辊32。第二种构造是接合构造(图2)。在接合构造中，辊32接触光纤24并且向成股的光纤24施加张力。

图2示出了接合构造的一个实例，其中，带44直接连接到第一辊52和第二辊56。在所示的实例中，第一辊52和第二辊56中的一者是电动机驱动的，而第一辊52和第二辊56中的另一者是可自由旋转的。如本文所用的术语可自由旋转旨在传达电动机驱动的辊通过带44赋予可自由旋转的辊旋转，并且可自由旋转的辊对旋转的拖曳或阻碍最小。在一些实例中，带44可以由能够对光纤24的外表面产生大量摩擦的材料制成。例如，可以制成带44的高摩擦材料可以是氯丁橡胶。另外，制成带44的材料可以具有高的抗磨损性并允许具有以下包角θ：至少约25度(25°)、至少约50度(50°)、至少约75度(75°)、至少约100度(100°)、至少约125度(125°)和/或其组合或范围。在该实例中，可操作第三辊60而不依赖于第一辊52和第二辊56是被启动还是可操作的。在各个实例中，第三辊60可以是电动机驱动的。第三辊60可在代表脱离构造的第一位置与代表接合构造的第二位置之间独立操作。第三辊60可以在第三辊行进轨道62中行进。在各个实例和构造中，第一辊52、第二辊56和第三辊60的外直径可以在约10mm至约80mm的范围内。例如，第一辊52、第二辊56和第三辊60的外直径可以是约10mm、约20mm、约30mm、约40mm、约50mm、约60mm、约65mm、约70mm、约80mm和/或它们的组合或范围。在倾斜升温或升温阶段期间，第一辊52、第二辊56和/或第三辊60可以约0至40,000RPM的辊旋转速度操作。例如，在倾斜升温或升温阶段期间，第一辊52、第二辊56和/或第三辊60可以约0RPM、约5,000RPM、约10,000RPM、约15,000RPM、约20,000RPM、约25,000RPM、约30,000RPM、约35,000RPM、约40,000RPM和/或它们的组合或范围的辊旋转速度操作。在穿引到卷轴上的阶段期间，第一辊52、第二辊56和/或第三辊60可以维持约20,000至约60,000RPM的旋转速度。例如，在穿引到卷轴上的阶段期间，第一辊52、第二辊56和/或第三辊60可以维持约20,000RPM、约30,000RPM、约40,0000RPM、约50,000RPM、约60,000RPM和/或它们的组合或范围的旋转速度。

接合构造和脱离构造之间的转变可以通过致动器来实现，所述致动器使第三辊60在接合构造与脱离构造之间移动。或者，致动器可以使通过带44连接的第一辊52和第二辊56在接合构造与脱离构造之间移动，使得第三辊60可旋转但不可平移或移动(即，第三辊60不在第三辊行进轨道62中行进)。图1示出了第三辊60位于光纤24的行进路径下方并且第一辊52和第二辊56位于光纤24的行进路径上方的脱离构造。图2示出了光纤24被第三辊60和带44直接接合的接合构造。通过将光纤24这样定位在接合构造中，可以提供足够的夹紧力以在位于辊组件28上游的光纤24的部分上产生张力。换言之，夹紧力在行进到设备20并进入入口喷嘴36的光纤24的部分上产生张力。提供给光纤24的张力使光纤24准备好穿引光纤缠绕机，其可以有助于将光纤24放置到卷轴上。当处于接合构造时，随着光纤24离开第二辊56，光纤24可以通过真空或负压被运输通过排气组件40到达收集罐。

对设备20进行操作以提供对驱动辊组件28的一个或多个电动机的精确和精准控制可以是有益的。一种控制一个或多个电动机的方法包括：在比光纤24的速度大约1m/s的速度下，比光纤24的速度大约3m/s的速度下，比光纤24的速度大约5m/s的速度下，比光纤24的速度大约7m/s的速度下，比光纤24的速度大约9m/s的速度下，和/或在它们的组合或范围的速度下，稳定任何的电动机。在第一辊52、第二辊56和/或第三辊60已经从脱离构造(图1)转变到接合构造(图2)，并且成功地捕获或获取光纤24之后，一个或多个电动机可以从维持恒定的速度(例如，比光纤24的速度大约5m/s)转变到恒定扭矩模式，在该模式中，一个或多个电动机向第一辊52、第二辊56和/或第三辊60供应恒定的扭矩。在恒定的扭矩模式中，一个或多个电动机使光纤24张紧。

对于与图2所示构造相似的构造，在“以速度”行进的光纤24的区段上可以实现约2.65牛顿(N)、2.84N、3.04N、3.24N和/或它们的组合或范围的张力。本文所用的“以速度”旨在表示当光纤24行进或移动通过辊组件28时，光纤24的速度。光纤24可以以约20m/s至约120m/s或更大的速度移动通过辊组件28。例如，光纤24可以约20m/s、约30m/s、约40m/s、约50m/s、约60m/s、约70m/s、约80m/s、约90m/s、约100m/s、约110m/s、约120m/s和/或它们的组合或范围的进度或速度移动通过辊组件28。示例性的范围可以包括至少约20m/s至小于约120m/s、至少约20m/s至小于约100m/s、至少约20m/s至小于约80m/s、至少约20m/s至小于约60m/s、至少约20m/s至小于约40m/s、至少约40m/s至小于约120m/s、至少约60m/s至小于约120m/s、至少约80m/s至小于约120m/s、至少约100m/s至小于约120m/s，和/或它们的组合。对于将光纤24穿引到卷轴上的穿引过程来说，约0.50N的最小张力可以是期望的。然而，向光纤24提供超过0.50N的张力可以向光纤24提供进一步的稳定性并且提高穿引的成功率。例如，提供给光纤24的张力可以是约0.50N、约1N、约3N、约5N、约7N、约9N、约11N、约13N、约15N和/或它们的组合或范围。本文所用的术语“穿引”是指将光纤24从设备20转移到卷轴的过程。

参考图1、2和4，带44可以通过第二辊56维持张紧状态。第二辊56可以向带44提供恒定和可配置的力来影响张紧状态。例如，第二辊56可以通过一个或多个偏置构件68(图4)而沿着第二辊行进轨道64偏置或被迫使到延伸位置。偏置构件68可以是弹簧、气缸、气体活塞等。在图4所示的实例中，可以驱动第二辊56以向第二辊56提供扭矩。例如，可以通过具有扭矩控制的电子整流(EC)电动机来驱动第二辊56。或者，第二辊56可以由空气电动机，包括可以控制所提供的扭矩的离合器的恒速电动机，或者赋予第二辊56驱动运动的任何其他合适的方法来驱动。在一些实例中，第一辊52可以自由旋转。在这样的实例中，可以通过一根或多根电力线70向第二辊56的后侧提供电力，电动机可以位于或连接所述后侧。在各个实例中，偏置构件68在辊组件28的第二辊56上维持恒定的力，而与辊组件28处于接合构造还是脱离构造无关。偏置构件68提供了偏置力，其使第二辊56在第二辊行进轨道64中偏置到延伸位置(例如，当辊组件28处于脱离构造时)。当第三辊60致动以使辊组件28呈现接合构造时，则由第三辊60在带44中引起的相互作用压缩偏置构件68，使得第二辊56致动到第二辊行进轨道64内的回缩位置。在第三辊60不在第三辊行进轨道62中行进的实施方式中，偏置构件68可以与上述相似的方式构造。图4中的大箭头表示第二辊56在第二辊行进轨道64中的行进方向。最后，偏置构件68向带44提供张力。

为了确保光纤24在设备20中达到正确的位置并且在处于接合构造时保持被夹在带44与第三辊60之间，可以在入口喷嘴36的开口处放置引导结构72。图6A和6B示出了引导结构72的示例性轮廓。随着第三辊60在接合构造与脱离构造之间转换，光纤24被迫使遵循引导结构72的形状或轮廓。在图6A和6B所示的实例中，引导结构72在基底76处较大，并且随着接近引导结构72的上部80而变窄，使得引导结构72具有大致为泪珠形。引导结构72的上部80比基底76更靠近带44。换言之，上部80在基底76的垂直上方，并且带44在引导结构72的垂直上方。

在一些实施方式中，引导结构72在引导结构72的最窄点处不比带44更宽。引导结构72的上部80可以包括引导通道74，其具有宽度78，所述宽度78在大于光纤24的外直径到小于带44的宽度的范围内。当设备20处于接合构造时，如果光纤24进入入口喷嘴36的入口角β改变，则引导结构72确保光纤24保持被夹在带44与第三辊60之间。换言之，当辊组件28处于接合构造(图2)时，引导结构72防止光纤24变得与带44和/或第三辊60脱离。引导结构72的几何结构可额外地用于减少空气流动，尤其是减少可扰动带44和/或光纤24的行为的空气流波动。另外，引导结构72限制光纤24在与光纤24被张紧的方向正交的方向上的移动，因此光纤24可以大致或基本上保持在带44的宽度的正中。

在一个替代性构造中，可以移除包围第一辊52、第二辊56和第三辊60的隔室48，以使第一辊52、第二辊56和第三辊60不受限制并且不易受真空或负压的影响。这种替代性构造的一个优点是降低了真空或负压对带44和第一辊52、第二辊56和第三辊60的影响。真空或负压可以通过对带44造成变形而不利地影响带44。真空或负压可以造成第一辊52、第二辊56和/或第三辊60更易失速。虽然对于移除带44和辊52、56、60所处区域的真空或负压可以呈现一些优点，但是通过利用本公开的替代性构造，可能引入通过辊组件28获取光纤24和使光纤24居中的复杂情况。

在另一个替代性构造中，设备20可以配备有排气机构，例如图5A和5B所示的排气组件40。排气组件40可以位于隔室48的出口处。排气组件40可以用于降低真空或负压对带44和辊52、56、60的影响。图5A和5B代表了排气组件40的一个实例。排气组件40包括阀84，其可以在开放和闭合位置之间操作。阀84例如可以通过致动器88在开放和闭合位置之间致动。致动器88可以是旋转致动器、螺杆驱动致动器或线性致动器。当致动器88处于回缩位置时，阀84处于开放或闭合位置中的一种。在致动器88延伸到延伸位置后，阀84被致动到开放或闭合位置中的另一种。当阀84处于开放位置时，隔室48内侧的真空或负压的大小减小(即，空气压力增加)。减小隔室48内侧真空或负压的大小可以有益于减小隔室48内侧所施加或经历的力，这些力是带44和辊52、56、60所经历的力。一般地，无论具体的实施方式或实例是否采用排气组件40，精确和/或精准地控制真空或负压可以是有益的，以避免损坏带44或辊52、56、60失速。在不偏离本文公开的构思的情况下，设想了可以采用替代性的方式来减小隔室48内侧的力。例如，可以增加带44上的张力而不是排掉一些真空或负压。

参考图1、2和4，在入口喷嘴36与隔室48之间可以放置切割机构92以切割光纤24，从而使光纤24与设备20和/或辊组件28脱离。切割机构92被构造成当光纤24以速度行进时，快速切割光纤24。本文所用的术语以速度旨在表示当光纤24被缠绕到卷轴上和/或被引导到处理罐时，光纤24行进的进度或速度。也就是说，在启动切割机构92之前，光纤24的速度不减小。在光纤24以速度行进时操作切割机构92是有益的，因为在大多数实施方式和实例中，一旦拉制过程开始，则光纤24在拉制塔处的拉制过程不中断。图3示出了具有气缸96的切割机构92，所述气缸96使切割刀98移动。气缸96的致动平移了切割刀98，以将光纤24推到通道100中。切割刀98通过浮动接头102连接到气缸96，所述浮动接头102被构造成通过气缸96可在垂直方向上移动。切割刀98和通道100配合以在光纤24的期望位置处切割或大致断裂光纤24。附加或替代性地，切割机构92可以在隔室48与排气组件40之间并位于隔室48的出口处。虽然切割刀98被描述为通过气缸96致动，但是本公开不限于此。在不偏离本文公开的构思的情况下，设想了可以采用致动切割刀98的替代性方法。

在另一种构造中，在设备20下游积聚光纤24期间，以及在光纤24的张紧期间，从光纤24进入到入口喷嘴36中而被获取开始，第一辊52、第二辊56和/或第三辊60可以保持处于接合构造。本文所用的术语“张紧”是指在辊组件28的上游和拉制塔组件的下游维持光纤24上的张力。换言之，本文所用的术语“张紧”是指在例如拉制塔组件的牵引机与辊组件28之间，光纤24的成形后的张紧。在这种构造中，通过消除了使第三辊60在接合构造与脱离构造之间致动的步骤而减少了设备20的复杂性。但是，因为使辊组件28处于恒定接合的构造，因此，引入了利用如此构造的设备20来运行的缺点。这些缺点包括但不限于不能仅优先张紧没有缺陷(例如，涂层缺陷)的光纤24，所述缺陷可能损坏带44或辊52、56、60，以及引入复杂的几何结构，该几何结构对于将辊52、56、60正确地放置在入口喷嘴36以及出口处是必需的。

如构造1所概述的，设备20的性能能够在实验室环境中和拉制塔上进行测试。例如，高速视频可以用于评价光纤24的行为。设备20的构造1能够获取光纤24，张紧光纤24，定位光纤24，以及在速度超过当前生产速度时进行光纤24的切换，其中使用抽吸机的系统开始失效。如本文所用的光纤24的切换是指光纤24从设备20转移到卷轴。在光纤24的获取期间，设备20利用真空或负压操作，这可以在收集罐处测得。根据各个实施方式，下表1列出了示例性的参数。表1公开的范围本质上是示例性的，而无意以任何方式限制本公开。在不偏离本文公开的构思的情况下，设想了可以采用所提供的范围之外的示例性参数值。

表1：示例性参数

参数	数值
		光纤速度(m/s)	20-120
带张力(N)	1-20
		带宽度(mm)	10-40
带包角(度)	1-180
		收集罐处的压力(mmHg)	-100至-300

辊构造2：涂覆辊

参考图7，设备20的构造2包括至少两个辊32，其中，至少一个辊32用涂层104处理或者进行了表面处理(例如，孕镶金刚石的镍、喷砂或者使辊32的表面粗糙化的其他过程)。在所示的实例中，使用了三个辊32。在各个实例中，涂层可以是氯丁橡胶、氨基甲酸酯或者增加光纤24与被涂覆的辊32的表面之间的摩擦系数的类似材料。图7示出了一种可行的辊32的布置。这种辊32的布置可以被构造成使得围绕至少一个辊32的包角θ为至少约60度(60°)、至少约90度(90°)、至少约120度(120°)、至少约150度(150°)、至少约180度(180°)和/或它们的组合或范围。配备有上述包角θ的辊32可以位于在其中夹紧或夹住光纤24的一对辊的上游。被构造用于夹紧或夹住光纤24的辊32可以被称为夹紧辊108。在这两个夹紧辊108中，一个辊可以涂覆有氯丁橡胶或者在光纤24的夹紧期间增加摩擦系数的类似材料，使得光纤24不滑动通过这两个夹紧辊108。涂层104或表面处理被施加于与光纤24相互作用的外表面或接触表面。经过涂覆的夹紧辊108可以被称为第一涂覆辊112。处于这种构造的经涂覆的辊32可以直接连接到电动机，以使这些辊32是电动机驱动的。不同于构造1，构造2中的辊组件28不使图7左侧的入口处的张紧光纤24与图7右侧的出口处的光纤24隔离。相反，构造2中的布置在辊组件28的出口处利用一定量的张力来在辊组件28的入口处维持张力。

涂覆辊的布置可以由光纤24的所需张力以及用于将光纤24穿引到辊32上的过程来确定。围绕第二涂覆辊116的包角θ增加使得光纤24的张力增加。额外的涂覆辊也可以使得光纤24的张力增加。对于将光纤24穿引到辊32上，该过程可以类似于上文关于构造1中的带式辊所述的实例。第一涂覆辊112和第二涂覆辊116可以被封装在隔室48中。夹紧辊108可以被构造成在光纤夹紧位置与光纤松脱位置之间致动，以使光纤24初始通过隔室48但不接触一个或多个夹紧辊108。当张紧的光纤24对于给定过程是期望的时，可以致动夹紧辊108以直接接合光纤24，然后可以旋转夹紧辊108以围绕其中的一个上游辊(例如，第二涂覆辊116)提供期望的包角θ。例如，夹紧辊108可以围绕由夹紧辊108之间的接触点所限定的轴旋转，以围绕其中的一个上游辊提供所需的包角θ。图7例示了光纤夹紧位置。

夹紧辊或涂覆辊构造(即，构造2)虽然能够张紧光纤24，但是当与构造1的带式辊相比时，可能存在几个缺点。第一个缺点是用于涂覆第一涂覆辊112和第二涂覆辊116的材料在与光纤24接触期间可能易于磨损和撕裂。虽然带式系统中的带44也易于磨损，但是带44易于从辊52、56拆卸和更换，而第一涂覆辊112和第二涂覆辊116需要拆卸其上安装有第一涂覆辊112和第二涂覆辊116的整个电动机组件。第二个缺点是涂覆辊系统在辊组件28的出口侧上需要维持一定量的张力，以在设备20中产生和/或维持牵引。这是由于涂覆辊系统严重依赖于主动轮方程，其中张力是包角θ和相关辊(例如，第一涂覆辊112和/或第二涂覆辊116)周围的摩擦系数的函数。在构造2中，夹紧辊108提供了保持力，其保持光纤24不滑动或者大致变得与辊组件28脱离。

本公开的用于张紧和穿引光纤的设备20的各个实施方式、实例和构造通过改进性能和节约成本而提供了技术和竞争性优点。例如，用于张紧和穿引光纤的设备20能够张紧以一定速度移动并且该速度大于目前用于生产过程的速度的光纤24，这能够实现更快的拉制和缠绕速度。虽然本公开的设备20的前身，例如抽吸机，受到拖曳和摩擦的限制，但是本文公开的用于张紧和穿引光纤的设备20不受拖曳和摩擦的限制。然而，考虑了用于本公开的电动机的能力，并且其可以在本文公开的构造中在实现最佳结果中起作用。也就是说，电动机技术能够提供足够的速度和扭矩来操作用于张紧和穿引光纤的设备20。

另外，用于张紧和穿引光纤的设备20通过将光纤24夹紧在辊组件28内侧来向光纤24输送恒定的、可配置的张力。辊组件28能够在具有带44或不具有带44的情况下提供恒定的扭矩。恒定扭矩的施加在当前采用的拉制速度下，以及在比当前所用的速度更大的拉制速度下，使得穿引光纤24的成功率提高。当张力在本文公开的自动穿引过程期间波动或偏离时，光纤24可与固定表面接触，这可在光纤24中产生瑕疵，使光纤24断裂，并导致光纤24无法出售给消费者。本公开的设备20向光纤24提供了一致的张力，使得当与替代方法相比时，张力波动显著减小。

此外，用于张紧和穿引光纤的设备20将纤维24输送到稳定的位置，这通过减少光纤24的张紧长度与光纤缠绕机上的静止和/或移动的物体之间的相互作用来提高穿引光纤24的成功率。

更进一步，用于张紧和穿引光纤的设备20在光纤24的张紧长度与在穿引过程期间被处理或卷起的光纤24的区域之间提供了隔离。与依赖于压缩空气或高压空气来张紧光纤24的过程不同，本公开的设备20能够提供张力，而不管离开设备20并行进到收集罐和/或卷轴的光纤24的长度是否稳定。

另外，用于张紧和穿引光纤的设备20通过至少消除高压空气作为过程输入而降低了操作设备20的成本。

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