DE2944073C2

DE2944073C2 - Lichtwellenleiter-Kabel und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2944073C2
Application number: DE19792944073
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl.-Ing. 8000 München Oestreich; Günter Dr.phil. 8034 Germering Zeidler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1990-01-04
Also published as: DE2944073A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtwellenleiter-Kabel mit einem losen äußeren Mantel und mindestens einem im Inneren angeordneten, mit einer Schutzschicht überzogenen Lichtwellenleiter, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz vorgesehen ist.

Ein Kabel dieser Art ist aus der DE-OS 27 28 642 bekannt, wobei die Substanz so zähflüssig ausgebildet ist, daß sie nicht mehr fließt oder tropft.

Aus der DE-OS 26 36 874 ist es bekannt, die Glasfasern von Lichtwellenleiter-Kabeln auf der Oberfläche mit einer Flüssigkeit geringer Oberflächenspannung zu benetzen. Diese Flüssigkeit dient als Immersionsflüssigkeit, wodurch bei einem Faserbruch ein Teil dieser Flüssigkeit in den entstehenden Spalt eindringt. Somit bleibt auch nach einem Faserbruch die Lichtleitfähigkeit des jeweiligen optischen Kabels noch in gewissem Umfang erhalten. Weiterhin ist es bekannt, Lichtleitfasern unmittelbar nach der Herstellung (z. B. durch einen Ziehvorgang) mit einer Schutzhülle, z. B. einem Schutzlack aus härtendem Harz zu überziehen. Da die Immersionsflüssigkeit unmittelbar auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters liegen soll, aber andererseits der Überzug von derartig mit einer Flüssigkeit getränkten, bzw. an der Oberfläche benetzten Lichtwellenleitern durch eine Schutzschicht nur sehr schwer möglich ist, wird bei der bekannten Lösung die Oberfläche des Lichtwellenleiters mit einer dünnen Schicht eines pulverförmigen Materials belegt, welches einerseits von der Flüssigkeit benetzt wird, andererseits aber auf seiner Außenseite innerhalb eines für einen bestimmten Vorgang erforderlichen Zeitraums frei von Flüssigkeit bleibt. Dadurch ist es möglich, auf das pulverförmige Material die z. B. aus einem härtenden Harz bestehende Schutzschicht nachträglich aufzubringen. Bei der Herstellung erfordert dies jedoch zwei Schritte, nämlich erstens die Benetzung der Oberfläche mit der Immersionsflüssigkeit und zweitens das Aufbringen des Pulvers, welches der Stabilisierung der Flüssigkeit dient und erst das nachträgliche Aufbringen der Schutzschicht ermöglicht.

Bei Glasfasern innerhalb optischer Kabel können durch mechanische Zugspannungen Oberflächenrisse auftreten, die llmählich weiterwachsen, bis die Faser im Lauf der Zeit bricht. Diese Materialermüdung wird hauptsächlich durch Feuchtigkeit herbeigeführt. Dabei diffundieren Wassermoleküle zu den Rißwurzeln und lösen dann den Bruch der dort unter erhöhter Zugspannung stehenden Molekülbindungen aus. Um diese Lebensdauerbegrenzung der Glasfasern zu vermeiden, muß bei der Faserherstellung darauf geachtet werden, daß Beschädigungen der Oberfläche der Glasfaser weitgehend vermieden werden. Dies setzt eine aufwendige Zieh-, Beschichtungs- und Handhabungstechnik der Fasern voraus. Eine weitere Schutzmöglichkeit bestünde darin, daß die Fasern als solche im fertigen Kabel vor Dauerbeanspruchungen weitgehend geschützt werden. Dies führt jedoch zu aufwendigen

Kabelaufbauten, wobei trotzem das Problem weiterbesteht, daß infolge von Biegungen des Kabels dennoch Spannungen der Glasfasern nicht völlig vermieden werden können.

Wolke man schließlich das Problem des Weiterwachsen von kleinen Spalten in den Glasfasern infolge des Hinzutritts von Wassermolekülen, dadurch beseitigen, daß ein z. B. metallischer Mante! vorgesehen wird, der das Eindringen von Wasser mit Sicherheit vermeidet, so würde ein wesentlicher Vorteil der Lichtwellenleiter, nämlich die Metallfreiheit aufgegeben. Außerdem wäre die Herstellung und Handhabung eines derartigen Kabels äußerst umständlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Lichtwellenleiter-Kabel der eingangs genannten Art einerseits den Zutritt von Wasser in einfacher Weise sicher zu verhindern und andererseits den Kabelaufbau und die Kabelherstellung möglichst einfach zu gestalten.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Schutzschicht aus einem für flüssige Substanz durchlässigen Material besteht und daß die flüssige Substanz eine den Lichtwellenleiter allseitig benetzende Substanz ist.

Bei einem derartigen Kabel kann die Schutzschicht unmittelbar nach der Herstelung des Lichtwellenleiters aufgebracht werden, bzw. bereits beim Ziehen des Lichtwellenleiters, so daß dieser vor unerwünschten mechanischen Einwirkungen sehr gut geschützt ist, und zwar noch bevor die weitere Verarbeitung beginnt Andererseits ist es möglich, die als Schutz gegen das Eindringen von Wassermolekülen benötigte flüssige Substanz nachträglich aufzubringen, das heißt erst bei der weiteren Verarbeitung des Lichtwellenleiters, wobei dieser, wie bereits erwähnt, durch die schon vorhandene Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist. Dabei diffundiert die Substanz im weiteren Verlauf durch die Schutzschicht hindurch und ergibt durch die hohe Anziehungskraft eine allseitige Benetzung der Oberfläche des Lichtwellenleiters, wodurch dieser gegen etwaige eindringende Wassermoleküle geschützt und abgeschirmt wird. Damit ist eine Zerstörung durch die »Keilwirkung« von eindringenden Wassermolekülen an irgendwelchen Rißstellen oder dergleichen an der Oberfläche verhindert. Das auf diese Weise hergestellte Kabel ist somit, auch wenn z. B. durch eine Beschädigung eines äußeren Mantels oder dergleichen Wasser eindringen kann, gegen die unerwünschten Wirkungen der Wassermoleküle gesichert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Substanz aus Dibezyltolnol besteht, weil dieses gute Diffusionseigenschaften aufweist und eine hohe Anziehungskraft auf die Glasoberfläche von Lichtwellenleitern ausübt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, für die Substanz fluorierte Kohlenwasserstoffe niedriger Kettenlänge zu verwenden, die ebenfalls gute Diffusionseigenschaften und ausreichend große Anziehungskräfte ergeben.

Schließlich ergeben auch Paraffinöle oder ölhaltige Petrolatfüllmassen eine gute Benetzung und ausreichenden Schutz der Oberflächen der Lichtwellenleiter.

Es ist zweckmäßig, wenn die Substanz in einem entsprechenden Überschuß eingegeben ist, weil dadurch der Diffusionsvorgang beschleunigt werden kann und die Benetzung der Oberfläche des Lichtwellenleiters verbessert wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Lichiwellenleiier-Kabels, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz eingebracht wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der Lichtwellenleiter mit einer Schutzschicht umgeben wird, die für die flüssige Substanz durchlässig ist, daß auf die Schutzschicht, vorzugsweise in einer schaumartigen Füllmasse, die flüssige Substanz und dann erst der äußere Mantel aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil, daß bald bzw. unmittelbar nach der Herstellung des Lichtwellenleiters dessen Oberfläche bereits mit einer Schutzschicht umgeben und dadurch mechanisch gesichert werden kann. Die flüssige Substanz und gegebenenfalls die schaumartige Füllmasse dagegen werden erst nachfolgend eingebracht, so daß für diese Arbeitsvorgänge bereits ein durch die Schutzschicht gesicherter Lichtwellenleiter zur Verfügung steht

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Dort ist ein faserförmiger, aus Glas bestehender Lichtwellenleiter mit GF bezeichnet, der in bekannter Weise einen von innen nach außen zunehmenden Brechungsindex aufweist Auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters GF ist eine Schutzschicht SL angebracht, die aus einem, zum Beispiel schnell härtenden Harz oder Lack besteht Diese Schutzschicht wird zweckmäßig unmittelbar an den Ziehvorgang des Lichtwellenleiters anschließend aufgebracht, so daß unerwünschte Einwirkungen von außen auf die sehr empfindliche Glasfaser GF nicht auftreten können. Insbesondere ist sichergestellt, daß keine unzulässigen Zug- oder Biegekräfte auftreten, welche zu einer Beschädigung der Oberfläche und damit zu Angriffspunkten für die weitere Zerstörung des Lichtwellenleiters dienen könnten.

Auf der Schutzschicht SL wird ein Füllmaterial FM angebracht, das vorzugsweise aus einer weichen Polsterschicht, insbesondere schwammartiger Struktur, besteht. Dieses Füllmaterial wird beim Herstellungsvorgang mit einer flüssigen Substanz FS getränkt und zwar derart, daß diese flüssige Substanz in ausreichendem Überschuß vorhanden ist. Die flüssige Substanz FS auf der einen Seite und die Schutzschicht SL auf der anderen Seite müssen in ihrer Materialzusammensetzung so gewählt werden, daß die flüssige Substanz FS durch die Schutzschicht SL hindurch diffundieren kann und auf der Oberfläche des Lichtwellenleiters GF eine allseitige Benetzung erzeugt. Damit ist sichergestellt, daß die Oberfläche des Lichtwellenleiters CFnachträglich durch die das Wasser abweisende Substanz FS so benetzt wird, daß Wassermoleküle, welche zum Beispiel durch eine Beschädigung des äußeren Mantels MA eindringen, nicht bis zur Oberfläche des Lichtwellenleiters GF eindringen können, sondern vorher durch die die Oberfläche allseitig benetzende flüssige Substanz FS abgehalten werden.

Als Material für die Bildung der Schutzschicht SL sind besonders geeignet poröse Lacke, Silikongummi, Polyester und Elastomere.

Das Füllmaterial FM kann außerdem in vorteilhafter Weise so ausgebildet sein, daß es eine polsternde und damit schützende Wirkung auf die Glasfaser GF bzw. die Schutzschicht SL ausübt, so daß Stöße oder dergleichen auf den äußeren Mantel MA nicht zu einer Beschädigung des Lichtwellenleiters GFführen.

Als flüssige Substanz kann vorteilhaft auch Silikonöl verwendet werden, weil dies eine besonders gute Benetzung ergibt.

Es ist vorteilhaft, wenn die verwendete Substanz gut

kriechende, niedermolekulare Bestandteile enthält, die auch in enge Risse hineinkriechen können.

Dabei sind vor allem Substanzen zweckmäßig, die weniger als vier naphtenische oder aromatische Ringe oder aliphatische Ketten mit weniger als 10 C-Atomen enthalten.

Die flüssige Substanz sollte im Überschuß vorhanden sein, damit eine auch über die Zeit bleibende Benetzung erreicht wird. Es kann auch vorteilhaft sein, bei der Herstellung die flüssige Substanz mit Überdruck einzubringen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtwellenleiter-Kabel mit einem losen äußeren Mantel und mindestens einem im Inneren angeordneten mit einer Schutzschicht überzogenen Lichtwellenleiter, wobei zwischen dem äußeren Mantel und der Oberfläche des Lichtwellenleiters eine flüssige Substanz vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (SL) aus einem für flüssige Substanz (FS) durchlässigen Material besteht und daß die flüssige Substanz (FS) eine den Lichtwellenleiter (GF) allseitig benetzende Substanz ist

2. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) aus Dibenzyltoluol besteht

3. Lichtwellenleiter-Kabcl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) aus fluorierten Kohlenwasserstoffen niedriger Kettenlänge besteht

4. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) aus Paraffinöl besteht

5. Lichtwellenleiter-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) aus Silikonöl besteht

6. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) gut kriechende, niedermolekulare Bestandteile enthält, die auch in enge Risse hineinkriechen können.

7. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Substanz (FS) aus Stoffen besteht, die weniger als vier naphtenische oder aromatische Ringe oder aliphatische Ketten mit weniger als zehn C-Atomen enthalten.

8. Lichtwellenleiter-Kabel nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet daß die Substanz (FS) im Überschuß vorhanden ist

9. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (SL) aus einem porösen Lack besteht

10. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (SL)z\is Silikongummi besteht

11. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß die Schutzschicht aus Polyester besteht

12. Lichtwellenleiter-Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus einem Elastomer besteht

13. Verfahren zur Herstellung eines Lichtwellenleiter-Kabels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (GF) mit einer Schutzschicht (SL) umgeben wird, die für die flüssige Substanz (FS) durchlässig ist, daß auf die Schutzschicht (SL), vorzugsweise in einer schaumartigen Füllmasse (FM) die flüssige Substanz (FS) und dann erst der äußere Mantel (MA) aufgebracht wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Substanz (FS) mit Überdruck eingebracht wird.