ES2299199T3 - Procedimiento para fabricar un tubo de proteccion para una fibra optica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar un tubito metálico (1, 4) con una o varias fibras ópticas (2) conducidas por su interior, en el que se transporta metal (10) sobre la superficie de una rueda de fricción (11), bajo presión y temperatura, introduciéndolo en un espacio de retención (12), saliendo el metal (10) en dirección aproximadamente tangencial al perímetro de la rueda a través de una abertura de salida anular (16) de una boquilla formadora (17) y solidificándose para formar el tubito metálico (1, 4), y siendo suministradas las fibras ópticas (2) de manera separada por todas partes de la abertura de salida (16), a través de una abertura de suministro (19) dispuesta en el centro de la boquilla formadora (17), caracterizado porque las fibras (2) se embuten en un material de relleno (3) en el interior del tubito metálico (1, 4), siendo la abertura de suministro (19) de la boquilla formadora (17) una cánula (20) a través de la cual se introducen las fibras (2) y el material de relleno (3) en el tubito metálico (1, 4), sobresaliendo la cánula (20) de la superficie frontal (21) de la boquilla formadora (17) y hallándose la cánula (20) a cierta distancia del tubito metálico (1, 4).
Description
Procedimiento para fabricar un tubo de
protección para una fibra óptica.
La invención se refiere a un procedimiento según
el preámbulo de la reivindicación 1.
Para fabricar conductores de fibra óptica que
puedan someterse a esfuerzos mecánicos se conoce ya el método
consistente en introducir fibras ópticas en tubitos metálicos. Esta
protección mecánica permite, por ejemplo, llevar un conductor de
fibra óptica por un cable eléctrico aéreo cableando el tubito
metálico con los hilos del mismo. Sin embargo, dado que por regla
general los cables aéreos están compuestos de aluminio, la
utilización de tubitos de acero inoxidable como envoltura para las
fibras ópticas presenta, en caso de humedad, el peligro de una
corrosión electroquímica por contacto.
Para evitarlo, la publicación EP 0436987 B1
propone revestir el tubito de acero inoxidable exteriormente con un
metal común, en particular, pegar sobre el mismo, tiras de aluminio
longitudinalmente retráctiles. Además del gasto que supone este
procedimiento, presenta la desventaja de que las bandas de aluminio
se desprenden fácilmente del tubito de acero en caso de un
sometimiento a esfuerzo o etapas de fabricación subsiguientes. La
fabricación de los tubitos de acero inoxidable y su cierre en
dirección longitudinal mediante soldado, también resultan
costosas.
Se conoce además el procedimiento "Conform
(conformación)" para fabricar perfiles y tubitos de metales no
férricos (Draht und Kabel Panorama, enero/febrero 1987, páginas 58 y
siguientes). En éste procedimiento se introduce metal, por regla
general en forma de barra, en una ranura dispuesta en el perímetro
de una rueda de fricción giratoria. La rueda introduce el metal en
el espacio de retención de un bloque de cierre que interviene con
un saliente en la ranura y la cierra. A consecuencia del giro de la
rueda de fricción se producen en el espacio de retención altas
temperaturas y presiones, bajo las cuales el metal se vuelve dúctil.
Esto permite pasarlo a través de una boquilla formadora, con lo que
se solidifica para formar el perfil o tubo. Si la boquilla
formadora está orientada de forma aproximadamente paralela al
perímetro de la rueda, este procedimiento permite también revestir
con aluminio cables conducidos a través de una abertura central de
la boquilla formadora. En cambio, no se conoce la fabricación de
tubitos metálicos para conductores de fibra óptica según el
procedimiento "Conform". Resulta particularmente problemática
la introducción de las fibras en el tubito metálico
circunferencialmente cerrado, así como el peligro de éstas resulten
dañadas por las presiones y temperaturas utilizadas en el
procedimiento "Conform".
Partiendo de esta situación, la invención se ha
planteado como objetivo desarrollar un procedimiento ventajoso para
fabricar un tubito metálico, preferentemente resistente a la
corrosión, con fibras ópticas conducidas por su
interior.
interior.
Este objetivo se logra mediante las
características de identificación de la reivindicación 1.
La idea central de la invención consiste en
fabricar tubitos metálicos en un proceso continuo, según el
procedimiento "Conform", alrededor de una fibra óptica, en
particular una fibra de vidrio. El tubito metálico puede envolver
tanto a una única fibra como a varias fibras ópticas que constituyan
conductores agrupados. Como metal para el tubito resultan adecuados
los metales no férricos, especialmente el aluminio, las aleaciones
de aluminio o el cobre. Siempre que el tubito metálico vaya a estar
en contacto con otros elementos metálicos durante su posterior
utilización, por ejemplo con los hilos de un cable eléctrico aéreo,
es conveniente para evitar la corrosión que las superficies del
tubito y de los elementos metálicos presenten el mismo potencial
electroquímico, preferentemente que estén compuestos del mismo
material.
El tubito metálico se fabrica transportando en
primer lugar su material de partida sobre la superficie de una
rueda de fricción para introducirlo en un espacio de retención,
según se sabe ya por el procedimiento "Conform". Con este fin,
la rueda de fricción presenta en su perímetro una o varias ranuras
que se extienden a través del espacio de retención y en las que el
metal se introduce preferentemente en forma de barra, aunque
también son concebibles partículas o una masa fundida. El espacio de
retención está formado por la escotadura de un bloque de cierre,
que linda con la superficie de la rueda de fricción y llena la
sección transversal de la ranura con un saliente. El metal que se
halla en el espacio de retención se calienta por fricción en la
superficie de la rueda y al mismo tiempo es sometido a presión por
el material que continúa suministrando la rueda, con lo que se
vuelve dúctil. Gracias a ello puede extraerse del espacio de
retención comprimiéndolo a través de una boquilla formadora.
La boquilla formadora tiene una abertura de
salida anular con, por ejemplo, una sección transversal anular
circular u ovalada. De ella sale en dirección axial el metal dúctil
y se solidifica para formar un tubo sin soldadura. En particular,
está prevista una superficie limitadora en el lado de la abertura de
salida que está orientada hacia el centro de la boquilla formadora,
que conforma la superficie interior del tubo. Durante la compresión
del metal se suministran las fibras ópticas a través de otra
abertura dispuesta en el centro de la boquilla formadora. Durante
este proceso, las fibras están separadas por todas partes de la
abertura de salida para el metal, con el fin de evitar daños
mecánicos o térmicos durante la conformación del tubo.
El suministro de las fibras se realiza al menos
a la velocidad con que se fabrica el tubito, pero preferentemente
con algún sobredimensionado en longitud para excluir daños durante
el posterior procesado del tubito, por ejemplo al incluirlo en un
cable aéreo. Para evitar una curvatura excesiva de las fibras en el
área de la boquilla formadora, esta última está orientada
paralelamente a una tangente al perímetro de la rueda. De este
modo, las fibras pueden pasar junto a la rueda extendiéndose en
línea recta a través de la boquilla formadora.
Como resultado de ello, se obtiene un
procedimiento fácil de realizar y económico para la fabricación en
continuo de tubitos metálicos sin soldadura con fibras ópticas
conducidas por su interior.
En una configuración ventajosa de la invención,
las fibras se encuentran en el interior de un tubito metálico que
se extiende a través de la abertura de suministro. El tubito
metálico interior puede estar compuesto por ejemplo de acero o de
una aleación de aluminio. La distancia entre las fibras ópticas y el
metal extrudido a través de la boquilla formadora de salida queda
asegurada en este caso mediante el tubito metálico interior, que
también puede servir de superficie limitadora interior para el metal
dúctil que sale de la boquilla formadora. Por lo tanto, es
concebible que la abertura de salida anular esté abierta hacia el
eje de la boquilla formadora y el metal se comprima sobre la
superficie exterior del tubito interior. De este modo se forma un
tubito de capas múltiples con una unión intensa de las capas de
material, que evita un desprendimiento debido a posteriores etapas
de fabricación o a influencias ambientales.
Si la superficie exterior del tubito metálico
interior se reviste con un aislante antes de pasar a través de la
abertura de suministro, mediante la subsiguiente extrusión de la
capa metálica exterior se forma un tubito metálico con capas cuyo
potencial está aislado dieléctricamente. Así pues, mediante la
aplicación de una tensión de alimentación pueden utilizarse las
capas como conductores de una alimentación de corriente,
especialmente para elementos que actúen conjuntamente con fibras
encerradas, por ejemplo convertidores o amplificadores
electro-ópticos. Tales tubitos metálicos son adecuados para su
introducción en todo tipo de cables, por ejemplo para equipamiento
de edificios. Es conveniente prever una protección de recalcado que
excluya un pandeo excesivo del tubito con un daño de las fibras
ópticas.
Si el tubito metálico comprende varias capas de
metal, es preferible fabricar todas estas capas según el
procedimiento "Conform". Para ello se suministran
respectivamente las fibras ópticas o las fibras con las capas de
metal interiores circundantes a través de la abertura de suministro
de la boquilla formadora. La respectiva capa de metal exterior se
fabrica mediante extrusión de metal a través de la abertura de
salida de la boquilla formadora. El número de boquilla formadoras
sucesivas corresponde por lo tanto preferentemente al número de
capas de metal del tubito. De este modo pueden fabricarse, por
ejemplo, fibras con un tubito de dos capas, cuya capa interior esté
compuesta de una aleación de aluminio sometible a un esfuerzo de
tracción y envuelta exteriormente por una capa de aluminio puro
para la protección anticorrosión. Pueden concebirse tubitos
compuestos de cualesquiera combinaciones de metales no
férricos.
Además, existe la posibilidad de reducir
mediante estirado el diámetro de un tubito metálico tras su salida
de la boquilla formadora. Esto permite alcanzar también en tubitos
metálicos con un diámetro pequeño una distancia suficiente entre
las fibras que se hallan en el centro de la boquilla formadora y el
metal caliente que se halla en el área de la abertura de
salida.
También puede estirarse un tubito metálico
exterior sobre un tubito metálico interior. De este modo puede
lograrse una unión de gran resistencia mecánica. Además pueden
utilizarse aislamientos termo-sensibles entre los
dos tubitos metálicos. Para evitar cargas de tracción no deseadas
durante el estirado del tubito metálico exterior se requiere un
sobredimensionado en longitud o velocidad de seguimiento suficiente
de las fibras ópticas o el tubito metálico interior a través de la
abertura de suministro.
Para proteger las fibras ópticas es usual
embutirlas en un material de relleno al disponerlas en el interior
de un tubito. Para este fin han dado buenos resultados los geles
tixotrópicos.
Dado que las fibras ópticas y los geles
tixotrópicos son termo-sensibles, se ha de evitar su
contacto con el metal caliente en el área de la abertura de salida.
Por consiguiente se propone que la abertura de suministro de la
boquilla formadora esté formada por una o varias cánulas, a través
de las cuales se introducen las fibras y/o el material de relleno
en el tubo metálico. Al mismo tiempo, la cánula constituye una guía
para las fibras o el material de relleno que impide su contacto con
la pared del tubito metálico en el área de la boquilla
formadora.
La cánula sobresale de la superficie frontal de
la boquilla formadora y permite un contacto entre las fibras o el
material de relleno y el tubito metálico sólo después de que éste se
haya enfriado lo suficiente. Si el tubito metálico pasa tras su
salida de la boquilla formadora a través de un dispositivo de
refrigeración, la cánula llega preferentemente a introducirse con
su extremo en el área refrigerada. Si se reduce el diámetro del
tubito metálico mediante estirado, también resulta ventajoso que la
cánula se extienda hasta introducirse en el área de diámetro
reducido. En ambos casos es posible que la cánula salga por su
extremo del bloque de cierre para la conformación del tubito
metálico.
En la parte siguiente de la descripción se
explica la invención más detalladamente por medio de un ejemplo de
realización cuyo principio se ha representado en el dibujo.
El dibujo muestra
Figura 1: vista de un tubito metálico cortado,
fabricado según el procedimiento propuesto,
Figura 2: sección transversal a través de un
dispositivo para la realización del procedimiento.
El tubito metálico (1) está compuesto de un
metal no férrico, preferentemente aluminio, y encierra una o varias
fibras ópticas (2) que se extienden en dirección longitudinal,
hallándose en un material de relleno (3), preferentemente un gel
tixotrópico, que llena el espacio vacío del tubito metálico (1).
Exteriormente, el tubito metálico (1) está rodeado por otro tubito
metálico (4), que sirve por ejemplo de protección anticorrosión.
Para evitar la corrosión por contacto presenta convenientemente un
potencial electroquímico que corresponde al potencial de los
elementos constructivos con los que el tubito metálico (4) se halla
en contacto tras su colocación. Es concebible que la superficie
exterior (5) del tubito metálico (1) esté revestida con un aislante.
En este caso, los tubitos metálicos (1, 4) están aislados entre sí
y pueden servir por lo tanto de conductores para la alimentación de
corriente, especialmente para elementos electro-ópticos, como
amplificadores, en las fibras (2).
La figura 2 muestra un dispositivo para la
fabricación de un tubito metálico (1, 4) con fibras ópticas (2). El
metal (10) para la fabricación del tubito (1, 4) es introducido por
una rueda de fricción giratoria (11) en el espacio de retención
(12) de un bloque de cierre (13). Con este fin, la rueda de fricción
está provista en su perímetro de una o varias ranuras periféricas
(14), que quedan cerradas por un saliente (15) del bloque de cierre
(13). Debido al aumento de temperatura en la superficie de la rueda
de fricción (11), así como a la presión ejercida por el material
alimentado posteriormente, el metal (10) se vuelve dúctil y puede
así comprimirse a través de la abertura de salida (16) de una
boquilla formadora (17) para formar el tubito metálico (1, 4).
El suministro de las fibras (2) a través del
bloque de cierre (13) se realiza por un canal (18) que termina en
una abertura de suministro (19) situada en el centro de la boquilla
formadora (17). Para mejorar el guiado y evitar daños durante la
extrusión del metal, las fibras se extienden por el interior de una
cánula (20), que sobresale de la superficie frontal (21) de la
boquilla formadora (17). La cánula (20) sobresale preferentemente
hasta más allá de la superficie exterior (22) del bloque de cierre
(13). De este modo se evita con seguridad que las fibras (2) entren
en contacto con el metal caliente (10) en el área de la boquilla
formadora (17). El material de relleno (3) que rodea las fibras (2)
se conduce también a través del canal (18) y la cánula (20) al
interior del tubito metálico (1, 4).
Tras el bloque de cierre (13) está dispuesto un
dispositivo de estirado (23) que permite reducir el diámetro del
tubito metálico (1, 4) hasta un valor deseado. Para evitar esfuerzos
mecánicos, las fibras han de conducirse en este caso a través de la
cánula (20), al menos, a una velocidad correspondiente a la
velocidad de movimiento del tubito metálico (1, 4) una vez
atravesado el dispositivo de estirado (23). También es posible
transportar las fibras (2) a través del canal (18) a una velocidad
un poco mayor para producir un sobredimensionado en longitud en el
interior del tubito metálico (1, 4). Resulta conveniente un
dispositivo de refrigeración (24) para el enfriamiento del tubito
metálico (1, 4) después de salir del bloque de cierre (13).
Con un dispositivo del mismo tipo pueden
fabricarse también tubitos metálicos de dos capas, como el
representado por ejemplo en la figura 1. En este caso a través del
canal (18), en lugar de las fibras (2), se suministra un tubito
metálico interior con las fibras (2) en su interior. Para garantizar
una unión mecánica resistente se estira a continuación en el
dispositivo de estirado (23) el tubito metálico exterior sobre el
tubito metálico interior.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citada por el
solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando
parte de los documentos de patente europeos. Aun cuando las
referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse
errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este
respecto.
\bullet EP 0436987 B1 [0003]
\bulletDraht and Kabel Panorama, Enero
1987, 58 [0004]
Claims (7)
1. Procedimiento para fabricar un tubito
metálico (1, 4) con una o varias fibras ópticas (2) conducidas por
su interior, en el que se transporta metal (10) sobre la superficie
de una rueda de fricción (11), bajo presión y temperatura,
introduciéndolo en un espacio de retención (12),
saliendo el metal (10) en dirección
aproximadamente tangencial al perímetro de la rueda a través de una
abertura de salida anular (16) de una boquilla formadora (17) y
solidificándose para formar el tubito metálico (1, 4),
y siendo suministradas las fibras ópticas (2) de
manera separada por todas partes de la abertura de salida (16), a
través de una abertura de suministro (19) dispuesta en el centro de
la boquilla formadora (17),
caracterizado porque las fibras (2) se
embuten en un material de relleno (3) en el interior del tubito
metálico (1, 4), siendo la abertura de suministro (19) de la
boquilla formadora (17) una cánula (20) a través de la cual se
introducen las fibras (2) y el material de relleno (3) en el tubito
metálico (1, 4), sobresaliendo la cánula (20) de la superficie
frontal (21) de la boquilla formadora (17) y hallándose la cánula
(20) a cierta distancia del tubito metálico (1, 4).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque las fibras (2) se encuentran en un
tubito metálico interior (1) que se extiende a través de la
abertura de suministro (19).
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la superficie (5) del tubito metálico
interior (1) se reviste con un aislante antes de atravesar la
abertura de suministro (19).
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque ambos tubitos metálicos (1, 4) se
fabrican de acuerdo con el procedimiento según la reivindicación
1.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un tubito
metálico (1, 4) se reduce en su diámetro mediante estirado después
de salir de la boquilla formadora (17).
6. Procedimiento según la reivindicación 2 y 5,
caracterizado porque el tubito metálico exterior (4) se
estira sobre el tubito metálico interior (1).
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubito
metálico (1, 4) atraviesa un dispositivo de refrigeración después
de salir de la boquilla formadora (17).
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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