DE19961658A1

DE19961658A1 - Verfahren zur Herstellung von Adern mit Lichtwellenleitern

Info

Publication number: DE19961658A1
Application number: DE1999161658
Authority: DE
Inventors: Hans Ulrich Mueller
Original assignee: Corning GmbH
Current assignee: Corning GmbH
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-07-05

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Adern mit Lichtwellenleitern (optische Fasern) für die Nachrichtenübertragung in Schlauchextrusion, vorzugsweise bei Verwendung von Polybutylenterephthalat (PBT) und gleichzeitiger Füllung der Adern mit einer tixotropen Masse, wobei 2-24 optische Fasern mit Einzelkennzeichnung und einer Schlaglänge von 1000 mm bis 8000 mm oszillierend in einen Spritzkopf eingefahren werden und bei der schlauchartigen Umhüllung ein Verstreckungsgrad (DDR-Wert) von 5-12, vorzugsweise 11, eine Gleichgewichtsbeziehung von 0,9-1,3, vorzugsweise 1,2, eine Verarbeitungstemperatur der Masse von 245-275 DEG C, vorzugsweise 255 DEG C, eine Verarbeitungstemperatur des Gels von 30-80 DEG C, vorzugsweise 70 DEG C, ein Ringspalt Außendurchmesser Gel-Injektor/Innendurchmesser Spitze 0,3-0,8 mm, vorzugsweise 0,5 mm, eingehalten werden und eine Kühlung des Extrudates < 15 DEG C erfolgt und die Faserabzugskraft 50-200 cN, vorzugsweise 100 cN und die Anlagengeschwindigkeit 40-300 m/min betragen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Adern mit Lichtwellen leitern (optische Fasern) für die Nachrichtenübertragung, bei denen mehrere Licht wellenleiter zu einem Bündel zusammengefaßt werden. Die Lichtwellenleiter werden in einer Hülle lose zusammengeführt und der Hohlraum wird bekanntermaßen mit einer dichtenden Masse ausgeführt.

Nach der EP 0321 788 A2 ist es bekannt, eine Vielzahl von optischen Fasern in einem Rohr zusammenzulegen. Dabei werden jeweils 4-12 optische Fasern mit einer farbigen Wendel zur Kennzeichnung umwickelt. Trotzdem treten beim Spleißen Schwierigkeiten auf, weil die Fasern verschiedener Bündel vertauscht werden können. Die Faserpackungsdichte ist begrenzt, weil farbige Bündel hergestellt werden müssen. Die beschriebene Verbesserung der Kennzeichnung der Adern durch die Herstellung von Bündeladern, wobei mehrere optische Fasern von einer weichen, mit den Fingern abziehbaren Kunststoffhülle umgeben werden, geht zu Lasten der Faserpackungsdichte, weil durch die Kunststoff hülle zusätzliche Hohlräume geschaffen werden.

In der DE 37 06 677 A 1 wird eine verseilte Kabel-Konfiguration beschrieben, bei der ein inneres zentral liegendes Bündel eine größere Anzahl von Lichtwellenleitern aufweist als die außen liegenden Bündel und die Lichtwellenleiter in jedem Fall lose in den Bündeln liegen. Dabei werden die außen liegenden Bündel für eine Ver zweigung herangezogen, während das zentral liegende Bündel für größere Über tragungsstrecken benutzt wird. Die dabei durchgesetzte Abzweigfreundlichkeit ver ringert ebenfalls die Faserpackungsdichte. So besitzt ein Bündel mit 18 optischen Fasern einen Innendurchmesser von 3,3 mm und einen Außendurchmesser von 5,5 mm und ein Bündel von 8 optischen Fasern einen Innendurchmesser von 1,7 mm sowie einen Außendurchmesser von 2,8 mm.

Es ist bekannt, Zugentlastungselemente in unmittelbarer Nähe der Lichtwellenleiter anzuordnen. So besteht nach der EP 0677 759 A 1 die Bündelader aus einer Hülle aus Kunststoff mit einer glasfaserverstärkten Schicht zur Zugentlastung. In diesem Schlauch sind die Lichtwellenleiter ebenfalls lose geführt und sie werden von einer wasserabweisenden Masse umgeben.

Auch wird nach der DE 39 23 543 A 1 ein Grundbündel hergestellt, in dem optische Fasern oder Lichtwellenleiter um ein Träger-, Stütz- und Zugentlastungselement angeordnet und mittels Heißschmelzkleber fixiert werden.

Die bekannten Anordnungen mit einer stabilen Hülle und lose geführten Licht wellenleitern ergeben einen hohen Anteil an ungenutztem Hohlraum, wodurch der Kabeldurchmesser vergrößert wird. Die Einlagerung von Zugentlastungselementen innerhalb der Bündel erzeugt eine weitere Durchmesservergrößerung. Die Faser packungsdichte der optischen Fasern im Kabel wurde durch das Zusammenführen von Bändchenkabel vergrößert. So beschreibt die DE 41 21 744 A1 ein Verseil element für optische Kabel, bei dem ein Bändchenstapel in einer Umhüllung mit Spiel angeordnet ist. Der Herstellungsaufwand ist hier jedoch groß. Die Randfasern werden bei Biegungen und Stauchungen besonders stark belastet.

Desweiteren ist aus der DE 196 28 155 A 1 bekannt, Bündel aus 2-12 Fasern herzustellen, die in Schlauchextrusion mit einer Isolierhülle mit einer Wanddicke von 50-100 µm und einem DDR-Wert von 20-50 umschlossen werden. Die aufge zeigten Prämissen sind auf den Werkstoff Polyamid abgestimmt, der teuer ist. Außerdem sind hierbei noch zu viel Hohlräume vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Adern mit Lichtwellenleitern zu schaffen, bei dem die technologischen Prozesse so abge stimmt werden, daß ein billiges Material für die umgebende Hülle einsetzbar ist und eine hohe Faserpackungsdichte der Lichtwellenleiter bei geringstem Herstellungs aufwand möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Aus- und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt. Die Erfindung beruht darauf, daß die Verarbeitung von Polybutylenterephtalat (PBT) für die Hülle der Licht wellenleiter in Schlauchextrusion und die gleichzeitige Füllung der Adern mit einem tixotropen Gel nach einem überraschend gut abstimmbaren technologischem Prozeß realisierbar ist, wobei folgende Verarbeitungsbedingungen notwendig sind:
Es werden 2-24 optische Fasern mit Einzelkennzeichnung und einer Schlaglänge von 1000-8000 mm oszillierend in einem Spritzkopf eingefahren und bei der schlauch artigen Umhüllung werden ein Verstreckungsgrad (DDR-Wert) von 5-12, vorzugs weise 11, eine Gleichgewichtsbeziehung von 0,9-1,3, vorzugsweise 1,2, eine Ver arbeitungstemperatur der Masse von 245°C-275°C, vorzugsweise 255°C, eine Verarbeitungstemperatur des Gels von 30-80°C, vorzugsweise 70°C, ein Ring spalt Außendurchmesser Gel-Injektor/Innendurchmesser Spitze 0,3-0,8 mm, vorzugsweise 0,5 mm eingehalten und es erfolgt anschließend eine Kühlung des Extrudates < 15°C sowie die Faserabzugskraft beträgt 50-200 cN, vorzugsweise 110 cN. Das gesamte Verfahren wird mit einer Anlagengeschwindigkeit von 40-300 m/min abgewickelt. Die Stellung Spitze/Matrize wird bündig im Bereich -0,3 mm bis + 0,3 mm eingestellt.

Die Einzelkennzeichnung der optischen Fasern erfolgt in Kombination von Ring/ Doppelring-Markierung und Grundfärbung mit einem Düsendurchmesser für die Grundfärbung von 260/275 µm und für die Ringmarkierung und Grundfärbung von 265/280 µm bei Farbdicken von 2-8 µm, vorzugsweise 5 µm für die Grundfärbung und ca. 3 µm für die Ringe. Die Ringabstände betragen 20-80 mm, vorzugsweise 50 mm und bei den Doppelringen ist ein Abstand Ring - Ring von 2-10 mm, vorzugsweise 4 mm, einzuhalten.

Das Verfahren stellt Faserminibündel her, die weitestgehend keine Hohlräume mehr besitzen. Die Faserpackungsdichte ist optimal. So wird ein Faserbündel, bestehend aus 24 optischen Fasern von einer Hülle mit den Abmessungen Außendurchmesser 2,60 mm und Innendurchmesser 2,0 mm umgeben; das entspricht einer Faser packungsdichte von 0,375. Zur Verarbeitung gelangen optische Einzelfasern oder sogenannte Faserbändchen, die zusammengerollt und von einer Hülle umgeben werden.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 und 2 Faserbündel in verschiedenen Ausführungen im Querschnitt 24 optische Fasern 1 werden an der Oberfläche signiert und zwar 12 optische Fasern mit einer Grundfärbung, wie rot, grün, blau, gelb usw.; 12 optische Fasern erhalten eine Ringmarkierung und darüber liegend die Grundfärbung. Dabei handelt es sich bei der Grundfarbe um UV-aushärtende Farbe, während die Farbe der Ringe lösungsmittelhaltig ist. Der Düsendurchmesser für die Grundfärbung ist 260/275 µm und für die Ringmarkierung und Grundfärbung 265/280 µm. Die Farbdicken betragen für die Grundfärbung 3-5 µm und für die Ringe 2-3 µm. Die Anlagen geschwindigkeit beträgt für die Grundfärbung 1200 m/min und für die Ring markierung und Grundfärbung 700 m/min. Es treten bei dieser Kennzeichnungs technologie keine Dämpfungserhöhungen auf. Die so gekennzeichneten 24 optischen Fasern werden oszillierend mit einer Schlaglänge von 7000 mm einem Spritzkopf zugeführt und in Schlauchextrusion wird PBT zu einer Hülle 2 um die optischen Fasern verarbeitet. Dabei herrschen folgende Verarbeitungsbedingungen:

- Verstreckungsgrad (DDR-Wert): 11
- Gleichgewichtsbeziehung: 1,2
- Stellung Spitze/Matrize bündig 0
- Ringspalt Außendurchmesser Gel-Injektor/Innendurchmesser Spitze 0,5 mm
- Faserabzugskraft 110 cN
- Massetemperatur PBT 255°C
- Verarbeitungstemperatur Gel 70°C
- Kühlung des Extrudates 10°C

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Anlagengeschwindigkeit von 200 m/min realisiert. Die Überlänge der optischen Fasern 1 in der Hülle 2 beträgt ca. 0,3°/_oo.

Nach diesem Verfahren werden die 24 optischen Fasern von einer Hülle mit den Abmessungen
Außendurchmesser: 2,60 mm
Innendurchmesser: 2,00 mm
umgeben. Die Faserpackungsdichte beträgt 0,375 nach Fig. 1. Werden nur 12 Fasern nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebündelt, so ergeben sich folgende Hüllen abmessungen und Faserpackungsdichten:
D12 (12 Fasern) mit einer Hülle von Außendurchmesser 2,30 mm und Innendurchmesser 1,60 mm
bei einer Faserpackungsdichte von 0,293
D12 (12 Fasern) mit einer Hülle von Außendurchmesser 1,75 mm und Innendurchmesser 1,25 mm
bei einer Faserpackungsdichte von 0,480

Nach Fig. 2 wird der Einsatz von Faserbändchen dargestellt. Ein Faserbändchen 3 mit 12 Fasern wird mittels spezieller Formteile und Legeblechen zu einem kreisförmigen Gebilde geformt und mittels Extrusion wird eine Hülle 4 herangelegt. Die Bändchenanformung und die Hüllenextrusion geschieht online.

Die Zwickelfüllung während der Extrusion erfolgt mit einem tixotropem Gel. Nach diesem Verfahren erhält man eine Hülle mit den Abmessungen:
Außendurchmesser 1,90 mm
Innendurchmesser 1,35 mm
bei Abmessungen des Faserbändchens von 3,20 mm × 0,30 mm. Die Packungsdichte beträgt 0,671.

Die so beschriebenen Faserbündel sind aufgrund der Füllung längswasserdicht.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Adern mit Lichtwellenleitern (optische Fasern) für die Nachrichtenübertragung in Schlauchextrusion, vorzugsweise bei Verwendung von Polybutylenterephtalat (PBT) und gleichzeitiger Füllung der Adern mit einer tixotropen Masse, dadurch gekennzeichnet, daß 2-24 optische Fasern mit Einzelkenn zeichnung und einer Schlaglänge von 1000 mm bis 8000 mm oszillierend in einen Spritzkopf eingefahren werden und bei der schlauchartigen Umhüllung ein Verstreckungsgrad (DDR-Wert) von 5-12, vorzugsweise 11, eine Gleichgewichts beziehung von 0,9-1,3, vorzugsweise 1,2, eine Verarbeitungstemperatur der Masse von 245-275°C, vorzugsweise 255°C, eine Verarbeitungstemperatur des Gels von 30-80°C, vorzugsweise 70°C, ein Ringspalt Außendurchmesser Gel-Injektor/Innen durchmesser Spitze 0,3-0,8 mm, vorzugsweise 0,5 mm eingehalten werden und eine Kühlung des Extrudates < 15°C erfolgt und die Faserabzugskraft 50-200 cN, vorzugsweise 110 cN und die Anlagengeschwindigkeit 40-300 m/min betragen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung Spitze/Matrize bündig im Bereich -0,3 mm bis +0,3 mm eingestellt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faser- Einzelkennzeichnung in Kombination von Ring/Doppelring-Markierung und Grund färbung mit einem Düsendurchmesser für die Grundfärbung von 260/275 µm und für die Ringmarkierung und Grundfärbung von 265/280 µm bei Farbdicken von 2-8 µm, vorzugsweise 3-5 µm für die Grundfärbung und ca. 2-3 µm für die Ringe erfolgt.