Procedimiento para la fabricación de un cable óptico con al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica,

teniendo dicho cable una longitud de fibra en exceso (EFL) predeterminada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- avanzar dicha fibra óptica;

- medir una longitud de dicha fibra óptica avanzada en un intervalo de tiempo;

- formar un tubo de metal alrededor de dicha fibra óptica;

- obtener la congruencia entre el tubo de metal y dicha fibra óptica;

- deformar plásticamente el tubo de metal acortando el tubo de metal en una cantidad predeterminada (St) mayor que dicha EFL predeterminada, mientras se avanza el tubo de metal;

- deformar plásticamente el tubo de metal después del acortamiento para proporcionar un alargamiento del mismo, mientras se avanza el tubo de metal;

- medir la longitud del tubo de metal avanzado en dicho intervalo de tiempo después de dicha elongación;

- evaluar una longitud de fibra en exceso resultante en función de dicha longitud de fibra óptica medida y de dicha longitud de tubo de metal medida;

- ajustar la longitud de fibra en exceso resultante mediante el control de la elongación del tubo de metal para alcanzar dicha longitud de fibras en exceso predeterminada

Procedimiento y aparato para la fabricación de un cable óptico y cable así fabricado.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un cable óptico, a un aparato para dicha fabricación y a un cable óptico que comprende al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica.

La protección de las fibras ópticas mediante el alojamiento en un tubo de metal encuentra aplicación en cables aéreos, subterráneos y subacuáticos.

Normalmente, el tubo de metal encierra una única fibra o varias fibras ópticas, preferentemente reunidas en un haz de múltiples fibras. Metales como el acero, aluminio, aleaciones de aluminio o cobre, se pueden utilizar para la fabricación del tubo.

Técnica anterior

Un procedimiento para proporcionar un tubo de metal alrededor de una o más fibras ópticas comprende la etapa de configurar un tubo de metal con una ranura longitudinal, sellándose dicha ranura después de la colocación de las fibras ópticas en el tubo. Véase, por, ejemplo, la patente US 6.522.815 (a nombre de Nexans Deutschland Industries AG & Co. KG).

La patente US 6.047.586 (a nombre de Alcatel) se refiere a un proceso en el que se fabrica un tubo de metal por extrusión de un material inicial a través de una boquilla de formación. Durante el tiempo en que el metal es extrudido, las fibras ópticas son trasladadas al centro de la boquilla de formación a través de una segunda abertura. La técnica es el proceso Conform^TM para la fabricación de perfiles y tubos de metales no ferrosos (tal como se describe, por ejemplo, en la patente US 3.765.216). Con esta técnica, un metal en forma de un filamento se introduce en una ranura dispuesta sobre la circunferencia de una rueda de fricción giratoria. La rueda conduce el metal a un espacio de contención de un bloque de contención que se acopla en la ranura y sella la ranura. La rotación de la rueda de fricción produce altas temperaturas y altas presiones en el espacio de contención, que deforman plásticamente el metal. El metal puede ser extrudido a través de una boquilla de formación y se solidifica para formar un perfil o un tubo.

En el tipo de cables antes mencionado, la fibra óptica se prevé usualmente que tenga una longitud superior a la del tubo de metal, en particular, para tener en cuenta los diferentes coeficientes térmicos del vidrio de las fibras y del metal del tubo. Dicho exceso de longitud de fibra (EFL) usualmente varía en función de la construcción del cable, de los materiales empleados y del diámetro del tubo de metal. Un EFL adecuado protege las fibras ópticas de los aumentos de atenuación y los fallos mecánicos debidos a tensiones generadas en el cable durante su vida útil, tales como durante la instalación o causadas por las condiciones ambientales, por ejemplo, cambios de temperatura, viento, hielo, durante el funcionamiento.

La patente US 6.047.586 describe producir un exceso de longitud dentro del tubo de metal, moviendo las fibras con una velocidad de alimentación ligeramente superior a través del canal que termina en la boquilla de formación.

El solicitante observó que este procedimiento es difícil de llevar a cabo y los resultados en términos de exceso de longitud de la fibra no son fiables.

La patente US 6.522.815 muestra que para producir el exceso de longitud de las fibras ópticas en comparación con el tubo de metal, se dispone un dispositivo de corrugación a continuación de un cabestrante que presiona una corrugación en la pared del tubo en una operación continua. El exceso de longitud de la fibra óptica es una función de la profundidad y el paso de la corrugación.

De acuerdo con la patente US 2004/0008956, para que la fibra óptica en el tubo de metal que se proporciona con una longitud excesiva, el tubo de metal se sujeta de forma continua entre una extracción de la abrazadera de sujeción cuyos pares de abrazaderas de sujeción sujetan el tubo de metal de forma segura y aplican fuerzas de deformación. El tubo de metal sufre una deformación elástica, es decir, se estira. Por lo tanto, longitudes iguales de tubo de metal estirado y de fibra óptica se enrollan en un disco de extracción. El estado de deformación elástica "relaja" en el disco de extracción y el tubo de metal se reduce a la condición normal.

Descripción de la invención

En la presente invención el solicitante percibe que pueden surgir ventajas del uso de la porción de deformación plástica del diagrama carga/elongación del tubo de metal en lugar de la porción de deformación elástica del diagrama de carga/elongación del tubo de metal.

Sin embargo, el solicitante experimentó que proporcionar un exceso de longitud de la fibra mediante el corrugado de un tubo, el cable resultante tiene un EFL que varía más allá de los límites aceptables a lo largo de la extensión longitudinal del cable.

En particular, en la presente invención el solicitante ha observado que, mientras el acortamiento de un tubo, en particular el acortamiento de un tubo de metal mediante deformación plástica, es una operación difícil de llevar a cabo para producir un resultado constante, la elongación plástica del tubo es un proceso reproducible que puede ser controlado con precisión en la producción industrial.

El solicitante encontró que un cable óptico con una EFL prácticamente constante a lo largo de la extensión longitudinal de la misma puede ser producida impartiendo una EFL más alta que la deseada durante al menos una etapa del proceso de fabricación y, posteriormente, estirar plásticamente el tubo que aloja las fibras en una forma controlada al valor EFL final.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de un cable óptico con al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica, teniendo dicho cable una longitud de fibra en exceso (EFL) predeterminada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- avanzar dicha fibra óptica;

- medir una longitud de dicha fibra óptica avanzada en un intervalo de tiempo;

- formar un tubo de metal alrededor de dicha fibra óptica;

- obtener la congruencia entre el tubo de metal y dicha fibra óptica;

- deformar plásticamente el tubo de metal acortando el tubo de metal en una cantidad predeterminada (S_t) superior a dicho EFL predeterminado, mientras se avanza el tubo de metal;

- deformar plásticamente el tubo de metal después de acortar para proporcionar una elongación del mismo, mientras se avanza el tubo de metal;

- medir una longitud del tubo de metal avanzado en dicho intervalo de tiempo después de dicha elongación;

- evaluar una longitud de fibra en exceso resultante en función de dicha longitud de fibra óptica medida y de dicha longitud de tubo de metal medida;

- ajustar la longitud de fibra en exceso resultante mediante el control de la elongación del tubo de metal para alcanzar dicha longitud de fibra en exceso predeterminada.

Para los efectos de la presente descripción y de las reivindicaciones adjuntas, salvo que se indique lo contrario, todos los números que expresan cantidades, cantidades, porcentajes, etc., deben entenderse como modificadas en todos los casos por el término "aproximadamente". También, todos los rangos incluyen cualquier combinación de los puntos máximos y mínimos descritos e incluyen cualquier rango intermedio en el mismo, que pueden o pueden no ser específicamente enumerados en el mismo.

En la presente descripción y en las reivindicaciones, como la longitud de fibra en exceso (EFL) se indica el valor dado por la siguiente fórmula

donde

L_f es la longitud de la al menos una fibra óptica y

L_t es la longitud del alojamiento del tubo de metal de la fibra/s.

La EFL obtenida por el procedimiento de la invención preferentemente puede variar desde -1,5% a 1,5%, dependiendo del requisito del cable óptico específico a fabricar. Típicamente, una EFL positiva es ventajosa en todos los casos en que el cable puede ser sometido a la tracción de cargas o elongaciones, por ejemplo, en cables ópticos aéreos; sin embargo, en algunos casos una EFL negativa puede ser ventajosa, por ejemplo, en cable subterráneo, especialmente cuando...

1. Procedimiento para la fabricación de un cable óptico con al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica, teniendo dicho cable una longitud de fibra en exceso (EFL) predeterminada, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:

- avanzar dicha fibra óptica;

- medir una longitud de dicha fibra óptica avanzada en un intervalo de tiempo;

- formar un tubo de metal alrededor de dicha fibra óptica;

- obtener la congruencia entre el tubo de metal y dicha fibra óptica;

- deformar plásticamente el tubo de metal acortando el tubo de metal en una cantidad predeterminada (S_t) mayor que dicha EFL predeterminada, mientras se avanza el tubo de metal;

- deformar plásticamente el tubo de metal después del acortamiento para proporcionar un alargamiento del mismo, mientras se avanza el tubo de metal;

- medir la longitud del tubo de metal avanzado en dicho intervalo de tiempo después de dicha elongación;

- evaluar una longitud de fibra en exceso resultante en función de dicha longitud de fibra óptica medida y de dicha longitud de tubo de metal medida;

- ajustar la longitud de fibra en exceso resultante mediante el control de la elongación del tubo de metal para alcanzar dicha longitud de fibras en exceso predeterminada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de formación del tubo de metal alrededor de la al menos una fibra óptica se lleva a cabo por extrusión de un metal plastificado.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de formación del tubo de metal alrededor de la al menos una fibra óptica comprende monitorizar la velocidad del tubo de metal formado.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende una etapa de suministrar un material de relleno dentro de dicho tubo de metal.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que el material de relleno se avanza por separado de la fibra óptica hasta después que el tubo de metal se forma alrededor de la fibra óptica.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende las etapas de

- alimentar un metal plastificado través de una boquilla para formar un tubo de metal;

- transmitir al menos una fibra óptica en el tubo de metal a través de un primer canal de alimentación con un extremo dispuesto a continuación de la boquilla, y

- conducir un material de relleno dentro del tubo de metal a través de un segundo canal de alimentación con un extremo dispuesto a continuación de la boquilla.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de acortamiento se realiza mediante corrugado, arrugado u ondulado de dicho al menos un tubo de metal.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el acortamiento se realiza con un paso de 5 a 15 mm.

9. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la cantidad de acortamiento S_t es del 0,2% al 0,4% mayor que la correspondiente a la EFL predeterminada.

10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de evaluación de la EFL resultante se lleva a cabo mediante la comparación de la longitud del tubo de metal después de la elongación con la longitud de la fibra óptica, medida anteriormente a la congruencia.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la etapa de ajustar la EFL resultante mediante el control de la elongación del tubo de metal se efectúa mediante un ajuste de la velocidad en un aparato de tracción del tubo.

12. Cable óptico obtenido mediante el procedimiento de la reivindicación 1, que comprende al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica, teniendo dicho cable una longitud de fibra de exceso (EFL) local de un valor o inferior al 0,2% a lo largo de la extensión longitudinal del cable respecto a una EFL promedio del cable.

13. Cable óptico según la reivindicación 12, que se selecciona a partir de un cable de tierra óptico, unos conductores de fase óptica y un cable terrestre para su uso en condiciones severas.

14. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el cable tiene una EFL promedio del 0,2% al 1,5%.

15. Cable óptico según la reivindicación 14, en el que el cable tiene una EFL promedio del 0,2% al 0,9%.

16. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que la EFL promedio tiene un valor negativo.

17. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que la EFL local varía en o menos del 0,1% a lo largo de la extensión longitudinal del cable óptico.

18. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el cable óptico de la invención comprende al menos un tubo de metal que aloja de 12 a 96 fibras ópticas.

19. Cable óptico según la reivindicación 18, en el que el cable óptico de la invención comprende al menos un tubo de metal que aloja de 24 a 48 fibras ópticas.

20. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el al menos un tubo de metal está hecho de un material metálico plásticamente deformable.

21. Cable óptico según la reivindicación 20, en el que el material metálico se selecciona entre acero, aluminio, aleaciones de aluminio y cobre.

22. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el al menos un tubo de metal es acortado longitudinalmente respecto a la al menos una fibra óptica alojada en el mismo mediante arrugado, ondulado o corrugado.

23. Cable óptico según la reivindicación 22, en el que el tubo de metal se acorta mediante corrugado.

24. Cable óptico según la reivindicación 22, en el que el arrugado, ondulado o corrugado tiene una profundidad de 0,05 mm a 2 mm de la superficie envolvente exterior del tubo.

25. Cable óptico según la reivindicación 24, en el que la profundidad es de entre 0,1 mm a 1 mm de la superficie envolvente exterior del tubo.

26. Cable óptico según la reivindicación 22, en el que el arrugado, ondulado o corrugado es una hélice con un paso de entre 5 mm a 15 mm.

27. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el tubo de metal tiene un diámetro interno de 2 a 11 mm.

28. Cable óptico según la reivindicación 27, en el que el tubo de metal tiene un diámetro interno de entre 2 mm y 4 mm.

29. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que el tubo de metal tiene un diámetro externo de 3 a 15 mm.

30. Cable óptico según la reivindicación 29, en el que el tubo de metal tiene un diámetro externo de 3 mm a 6 mm.

31. Cable óptico según la reivindicación 12, en el que la al menos una fibra óptica alojada en el tubo de metal está incrustada en un material de relleno.

32. Cable óptico según la reivindicación 31, en el que el material de relleno se selecciona entre un gel, una jalea o una grasa.

33. Cable óptico según la reivindicación 31, en el que dicho material de relleno muestra al menos una característica seleccionada entre hidrofobicidad, absorción de hidrógeno, tixotropía.

34. Cable óptico según la reivindicación 33, en el que el material de relleno muestra una absorción de hidrógeno igual o superior a 0,1 cm³ STP/g, más preferiblemente igual o superior a 0,5 cm³ STP/g.

35. Cable óptico según la reivindicación 31, en donde el material de relleno muestra una viscosidad de 40 a 300 Pa•s.

36. Cable óptico según la reivindicación 35, en el que el material de relleno muestra una viscosidad preferentemente mayor de 50 a 120 Pa•s.

37. Aparato para la fabricación de un cable óptico, que comprende al menos un tubo de metal que aloja al menos una fibra óptica, teniendo dicho cable una longitud de fibra de exceso (EFL) predeterminada, comprendiendo el aparato

- un dispositivo para formar de manera continua un tubo de metal;

- un primer canal para conducir la al menos una fibra óptica dentro de dicho tubo de metal;

- un primer dispositivo de tracción para hacer congruentes el tubo de metal y la al menos una fibra óptica;

- un corrugador para acortar dicho tubo de metal;

- un segundo dispositivo de tracción para alargar dicho tubo de metal.

38. Aparato según la reivindicación 37, en el que el dispositivo para la formación del tubo de metal es una máquina de conformación de metal continua.

39. Aparato según la reivindicación 37, que comprende un segundo canal de alimentación para conducir un material de relleno dentro de dicho tubo de metal.

40. Aparato según la reivindicación 39, en el que el segundo canal de alimentación es coaxial y en una posición radialmente externa respecto al primer canal de alimentación.

41. Aparato según la reivindicación 37, que comprende un primer dispositivo de enfriamiento que rodea dicho primer canal de alimentación.

42. Aparato según la reivindicación 41, en el que dicho primer dispositivo de enfriamiento comprende un tubo de enfriamiento, coaxial y en una posición radialmente externa con respecto al primer canal de alimentación.

43. Aparato según la reivindicación 42, en el que dicho enfriamiento del tubo es coaxial y radialmente externo al segundo canal de alimentación.

44. Aparato según la reivindicación 37, en el que un segundo dispositivo de enfriamiento se proporciona a continuación del dispositivo para la formación del tubo de metal.

45. Aparato según la reivindicación 37, en el que, antes del primer dispositivo de tracción, se proporciona una matriz.

46. Aparato según la reivindicación 37, en el que el primer dispositivo de tracción se selecciona entre un cabestrante o una oruga.

47. Aparato según la reivindicación 46, en el que el primer dispositivo de tracción es un cabestrante.

48. Aparato según la reivindicación 37, en el que el corrugador proporciona un acortamiento con un ángulo de 0,1º a 15º.

49. Aparato según la reivindicación 48, en el que el corrugador proporciona un acortamiento con un ángulo de 0,5º a 8º.

50. Aparato según la reivindicación 37, en el que el segundo dispositivo de tracción se selecciona entre una oruga o un cabestrante.

51. Aparato según la reivindicación 50, en el que el segundo dispositivo de tracción es un cabestrante.

52. Aparato según la reivindicación 37, que comprende al menos un dispositivo de medición de la longitud.

53. Aparato según la reivindicación 37, que comprende al menos cuatro dispositivos de medición de longitud.