DE19512483C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im Querschnitt kreisförmigen Kabelelementes zur Übertragung optischer Signale - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im Querschnitt kreisförmigen Kabelelementes zur Übertragung optischer Signale. Heute werden Hohladern mit bis zu 12 einzelnen optischen Glasfasern (Lichtwellenleitern, LWL) hergestellt und mehrere Hohladern in einem Kabel vorgesehen. Die zur Aufnahme von Zug- und Querdruckkräften benötigten Elemente werden in den Außenbereichen der Kabelkonstruktion oder als Zentralelement eingesetzt. In der Patentschrift DE 25 13 680 C3 geht es um die Behandlung von Glas mit organischen Lösemitteln zur Herstellung von Bündelglasfasern. Gemäß der EP 0017 742 B1 wird eine "Multikanal Lichtleitfaser" als Ergebnis eines Faserziehvorganges erreicht. Die DE 30 35 089 A1 behandelt das Ziehen von Lichtleitstäben aus einer entsprechenden Vorform und die DE 32 40 035 A1 die Entstehung von Bündeladern durch das Verschmelzen einzelner Fasern zu einem Faserbündel. Nach der EP 01 02 395 B1 werden schließlich Fasern, die eine entsprechende metallische Außenform erhielten, miteinander verschweißt. Nach der DE 25 30 242 C2 werden in ein thermoplastisches Material wenigstens drei Metallfäden eingebracht, demgegenüber bei uns in strahlungshärtbarem Material nichtmetallische Stütz- und Zugentlastungselemente eingebracht werden.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines im Querschnitt kreisförmigen Kabelelementes zur Übertragung optischer Signale anzugeben, das bei vergleichsweise kompaktem Aufbau eine wesentlich größere Zug- und Querdruckfestigkeit aufweist als die bisher bekannten im Querschnitt kreisförmigen Lichtwellenleiterbündel (siehe einzige Figur).

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nach der umfangreichen Modifizierung einer vorhandenen Anlage zum Färben von LWL, hat sich die Möglichkeit zur Anwendung verschiedener Methoden zur blasenfreien Beschichtung der LWL-Fasern ergeben.

Mit einer vom Erfinder gebauten Vorrichtung ist das Aufbringen einer oder mehrerer, blasenfreier Beschichtungen möglich. Es werden kontinuierlich, auf der gesamten Länge des LWL-Bündels, strahlungshärtbare Beschichtungen (1) aufgetragen (siehe einzige Figur), deren Konsistenz weich, mittel oder hart sein kann. In einem weiteren Verfahrensschritt, werden diese Beschichtungen, Silicone oder Harze, mit mehreren UV-Härteeinrichtungen bei hoher Geschwindigkeit ausgehärtet. Sie schützen dann die LWL vor mechanischen Beanspruchungen und chemischen Einflüssen. Bei dem so erhaltenen Faserbündel können verschiedene optische Fasern (2), Singlemode oder Multimode, gefärbt oder ungefärbt zur Anwendung kommen.

Zudem ist es möglich, durch das Einbringen von einem oder mehreren nichtmetallischen Zugentlastungselementen (3) und/oder das Aufbringen einer weiteren Umhüllung (4) aus Verstärkungsfasern und ultraviolett härtbarem Tränkungsmaterial die Stabilität des Bündels wesentlich zu erhöhen.

Durch eine zusätzlich aufgebrachte, jedoch extrudierte Kunststoffumhüllung (5), kann dieses Faserbündel als Kabel verwendet werden. Die Benutzung spezieller Formgebungseinheiten ermöglicht es, kundenspezifische zirkulare Matrixprofile herzustellen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert:

Das LWL-Bündel durchläuft in gesamter genannter Faserlänge horizontal die Anlage. Es ist möglich, durch Variation der Temperatur des Matrixmaterials, die für den Beschichtungsprozeß optimale Viskosität des Beschichtungsmaterials einzustellen. Die Härtungskammern sind permanent mit UV-Licht durchstrahlt, innen verspiegelt, wobei die aufgetragene Beschichtung innerhalb kürzester Zeit aushärtet. Je nach Beschichtungsmaterial, Schichtdicke und Ziehgeschwindigkeit können, in unterschiedlichen Variationen, mehrere unterschiedliche UV-Härtungseinrichtungen programmgesteuert kombiniert werden. Im Anschluß daran wird in einem Apparatur­ segment mit Hilfe von 2-achsigen-Laser-Meßeinrichtungen der Durchmesser des bearbeiteten LWL-Bündels gemessen.

Bekannt ist die Abhängigkeit der Schichtdicke von der Ziehgeschwindigkeit der Faser durch ein Beschichtungsbad. Ergibt nun die Auswertung des Bündeldurchmessers einen größeren Außendurchmesser als den voreingestellten Sollwert, so wird durch eine Spannungserhöhung an einem Stellglied eine Erhöhung der Aufwickelgeschwindigkeit erreicht. Resultierend ergibt sich eine Verringerung der aufgetragenen Matrixschichtdicke und des Außendurchmessers. Resultiert aus dem Meßergebnis ein zu geringer Außendurchmesser, erfolgt eine Spannungsreduzierung und es ergibt sich eine geringere Ziehgeschwindigkeit der Fasern durch den Beschichtungsbehälter und eine damit verbundene Erhöhung der aufgetragenen Beschichtungsmenge und des Außendurchmessers. Die Ziehgeschwindigkeit des Faserbündels wird in Abhängigkeit der Viskosität des Matrixmaterials, des Matrixaufbaus, der Matrixgröße und der Anzahl der Härtungseinrichtungen gewählt. Diese Härtungseinrichtungen sind gekennzeichnet durch ihre verschiedenen Strahlerleistungen, Strahlerarten und Strahlerdimensionen. Zeitlich parallel erfolgt eine kontinuierliche Protokollierung folgender Daten: Datum, Uhrzeit, Durchmesser des beschichteten LWL-Bündels, Mittelwert, Standardabweichung,

Faserlänge und Bearbeitungsnummer. Die Protokollierung erfolgt im On-Line Betrieb und kann nach Belieben über einen angeschlossenen Drucker als Produktionsprotokoll ausgedruckt werden. Erzielt wird eine ständige Kontrolle der Fertigungsqualität und der wichtigsten Produktparameter, sowie die größtmögliche Fertigungstransparenz für den Kunden.

Claims (10)

1. Verfahren zur kontinuierliche Herstellung eines im Querschnitt kreisförmigen Kabelelementes zur Übertragung optischer Signale, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - Zusammenfassung mehrerer optischer Glasfasern (Lichtwellenleiter LWL) (2) oder mehrerer optischer Glasfasern (LWL) (2) mit mindestens einem Stütz- und Zugentlastungselement (3) zu einem Bündel,
• - Beschichten dieses Bündels mit einem strahlungshärtbaren Material, so daß die einzelnen Elemente des Bündels in das Material eingebettet werden und
• - Aushärtung des strahlungshärtbaren Materials durch Bestrahlen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als optische Glasfasern entweder Singlemode- oder Multimode-Fasern verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Glasfasern mit Kennzeichnungsfarben beschichtet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Glasfasern gefärbt und mit einer zusätzlichen Schutzschicht versehen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Stütz- und Zugentlastungselemente (3) aus nichtmetallischem Material verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Viskosität des Einbettungsmaterials entsprechend den Anwendungsanforderungen durch Veränderung der Temperatur im Fertigungsprozeß eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Einbettungsmaterial im Fertigungsbehälter blasenfrei gehalten wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung in horizontaler Richtung erfolgt und die Parameter Produktionsgeschwindig­ keit, Produktdurchmesser, Zugspannung und Heiztemperatur überwacht werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Bündel aus optischen Glasfasern (2) oder optischen Glasfasern (2) und Stütz- und Zugentlastungs­ elementen (3) mit einer weiteren Umhüllung (4) aus Verstärkungsfasern und UV-härtbarem Tränkungsmaterial überzogen wird, auf das gegebenenfalls eine Kunststoffumhüllung (5) extrudiert wird.

10. Verwendung eines nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellten Kabelelementes für ein Kabel oder, bei einem Aufbau entsprechend Anspruch 9 mit extrudierter Kunststoffumhüllung (5), als Kabel.