DE3011009C2 - Optisches Kabel mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter - Google Patents

Description

35

Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches K&oel mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter, auf dem eine weiche Polsterschicht aufgebracht ist wobei eine Bewegungsvorgänge zulassende Trennschicht sowie außen eine relativ steife Schutzhülle vorgesehen sind.

Aus der DE-OS 25 33 144 ist eine Lichtwellenleiter-Anordnung bekannt, bei der auf einem faserförmigen Lichtwellenleiter zunächst eine relativ dicke polsternde Schicht aufgebracht ist, die nach außen hin durch eine steife Schutzhülle, die ebenfalls unmittelbar auf der Polsterschicht aufliegt, abgeschlossen ist Eine typische Ader dieser Art besteht beispielsweise aus einer Glasfaser von 0,12 mm Durchmesser, einem Silikon-Gummipolster von 0,3 mm Durchmesser und einer dicht aufsitzenden Polypropylenhülle von 1 mm Durchmesser.

Da die bekannte Anordnung mit Hilfe von Extrusionsvorgängen hergestellt wird, bei denen nacheinander die Polsterschicht und dann die Schutzhülle auf die Glasfaser aufgespritzt werden, ergeben sich einige wesentliche Schwierigkeiten. Diese sind zunächst dadurch begründet, daß der Temperaturausdehnungskoeffizient der weichen Polsterschicht aus physikalischen Gründen immer wesentlich größer ist als der der äußeren, steifen Schutzhülle. Wenn diese Schutzhülle durch Schmelzextrusion aufgebracht wird, so führt die in die innere Polsterschicht radial eindringende Wärmewelle beim Abkühlen der äußeren Schicht im nachfolgenden Kühlbekken zu Ablösungserscheinungen an der Grenzfläche zwischen der Polsterschicht und der äußeren Schutzhülle. Diese Ablösung tritt insbesondere bei hoher Ferti-Hungsgeschwindigkeit auf und führt zu einer Zusatzdämpfung des lichtwellenleiters, da diese Ablösestellen unregelmäßig verteilt sind und die Polsterschicht auf unregelmäßige Art verformt wird. Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung besteht darin, daß sich bei der Extrusion der äußeren Schutzhülle des thermoplastische Material bei einer hohen Temperatur (meist in der Gegend von 100° C) verfestigt Da es weiterhin, zumindest an bestimmten Stellen, an der inneren weichen Polsterschicht haftet wird beim weiteren Abkühten auf Raumtemperatur eine Längskontraktionskraft auf die Polsterschicht und über diese auf die im Inneren liegende Glasfaser ausgeübt Diese Längskontraktionskraft ist in etwa proportional zum Ausdehnungskoeffizienten des äußeren Materials, zur Differenz zwischen Verfestigangs- und Raumtemperatur, zur Querschnittsfläche und zum Elastizitätsmodul der äußeren Hülle. Oberhalb einer gewissen Schwellkraft wird die Faser zum Ausknicken gebracht Die dabei entstehenden kleinen Biegungen führen ebenfalls zu einer Zusatzdämpfung. Dieser Effekt kann zwar durch eine Kombination ungünstiger Maßnahmen in gewissem Umfang vermieden werden, und zwar durch Auswahl eines weichen Thermoplasten mit niedriger Erstarrungstemperatur für die steife Schutzhülle, durch eine langsame Fertigung mit aufwendigen Kühleinrichtungen od. dgl. Es liegt auf der Hand, daß derartige Erschwernisse der Herstellung eines optischen Kabelt äußerst unerwünscht sind.

Aus der DE-OS 26 06 782 ist ein optisches Übertragungselement bekannt bei dem eine Trennschicht in Form einer flüssigen oder pastösen Schicht direkt auf den faserförmigen Lichtwellenleiter aufgebracht wird. Nachfolgend ist weiter außen bei einer der beschriebenen Alisführungsformen eine weiche Polsterschicht aus schaumförmigem Kunststoff (in Form von härtendem Weichharz) vorgesehen. Wenn nach dieser Polsterschicht z. B. eine steife Schutzhülle aufgebracht wird, so sitzt diese direkt auf der Polsterschicht auf und temperaturbedingte Ausgleichsvorgänge greifen von der Schutzhülle auf die Polsterschicht Ober und umgekehrt Beim Fertigungsprozeß kann es somit auch hier zu unerwünschten und Undefinierten Atilösungserscheinungen kommen.

Einen ähnlichen Aufbau zeigt der zugfeste Lichtwellenleiter nach der DE-OS 27 29 648, bei dem auf den Lichtwellenleiter zunächst ein Kunststofflack aufgebracht wird. Auf dieser Lackschicht wird eine Gleitschicht aufgebracht und außerdem kann eine weiche Ummantelung vorgesehen sein.

Der vorliegende« Erfindung, welche sich auf ein optisches Kabel der eingangs genannten Art bezieht, liegt die Aufgabe zugrunde, den beim Herstellungsprozeß infolge der Temperaturabhängigkeit der Materialien auftretenden Schwierigkeiten zu begegnen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Trennschicht zwischen der Polsterschicht und der Schutzhülle vorgesehen ist derart, daß dadurch zwischen der Polsterschicht und der steifen Schutzhülle über die Trennschicht ein Ausgleich temperaturbedingter Bewegungsvorgänge gegeneinander ermöglicht ist.

Da durch die Trennschicht zwischen der harten äußeren Schutzhülle und der weichen inneren Polstersehicht die temperaturabhängig bedingten Bewegungs-Ausgleichsvorgänge zwischen beiden Materialien möglich sind, ohne daß dabei unzulässige Krafteinwirkungen über die Polsterschicht auf die Glasfaser zustande kommen könnten, ist es möglich, daß erfindungsgemäß aufgebaute optische Kabel mit hohen Durchlaufgeschwindigkeiten herzustellen. Es ist darüber hinaus auch nicht

erforderlich, daß für die steife Schutzhülle besondere Materialien mit entsprechend niedrigen Temperaturkoeffizienten verwendet werden und es ist auch nicht notwendig, daß als Material hierfür z. B. weiche Thermoplaste mit entsprechend niedriger Erstarrungstemperalur eingesetzt werden. Demgemäß besteht für den Fachmann bei der Auswahl der Materialien für das optische Kabel nach der Erfinaung eine sehr große Freiheit, weil die durch etwaige unterschiedliche Temperaturkoeffizienten zwischen Schutzhülle einerseits und Polsterschicht andererseits verursachten Schwierigkeiten durch die Trennschicht weitgehend aufgehoben bzw. gemindert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein optisches Kabel nach der Erfindung im

Querschnitt

Fig.2 in schematischer Darstellung den Herstellungsvorgang für ein Kabel nach F i g. 1.

Bei dem Kabel nach F i g. 1 ist der, vorzugsweise als Gradientenfaser ausgebildete, faserförmige Lichtwellenleiter mit GF bezeichnet Dieser wird urr.jeben von einer weichen Polsterschicht PO, die vorteilhaft aus weichem Silikongummi besteht und unmittelbar auf der Außenhaut des Lichtwellenleiters GF aufsitzt Es ist auch möglich, daß der Lichtwellenleiter durch eine dünne Außenhaut (coating) geschützt ist In diesem Fall sitzt die Polsterschicht PO auf dieser Außenhaut Die äußere harte Schutzhülle SH ist z. B. aus einem Polyolefin hergestellt Zwischen der Polsterschicht PO und der Schutzhülle SHist eine Trennschicht TS vorgesehen, die vorzugsweise aus einer Petrolat-Füllmasse besteht Im einzelnen sind vorteilhaft folgende Dimensionierungen vorzusehen:

Ein etwaiges Heraustropfen der Füllmasse für die Trennschicht TS bei Normaltemperatur kann in einfacher Weise durch Erstarren oder Vernetzen vermieden werden.

Zusätzlich zu einer flüssigen Füllmasse oder auch unabhängig hiervon können für die Trennschicht TS auch Papier- oder Folienlagen sowie Fäden verwendet werden, die auf die Polsterschicht PO am Ausgang des Extruders EPO (in hier nicht dargestellter Weise) durch

ίο einen Wickel- oder Spinnvorgang oder durch Längseinlaufen und Faltung aufgebracht werden. Derartige Folienlagen vermindern die Temperaturbelastung der PoI-sterschicht PO durch die Schrumpfvorgänge der äußeren Schutzhülle SHuna damit die unterschiedliche Temperaturdehnung in radialer Richtung.

Die Trennschicht TS sollte jedenfalls so dicht gestaltet sein, daß ein Eindringen des beim Spritzvorgang flüssigen Materials der Schutzhülle SH bis zur Polsterschicht PO vermieden wird und dadurch beide gegeneinander beweglich bleiben.

Durch die Wirkung der Trennschicht TS, sei sie aus flüssigem und/oder festem Material, werJen unregelmäßige Ablösestellen zwischen der äußeren Schutzhülle SHund der Polsterschicht PO vermieden und damit sind auch etwaige unregelmäßige Belastungen der Glasfaser GF ausgeschaltet Weiterhin wird ein Anhaften der äußeren Thermoplasthüllen SH an der Polsterschicht PO während des Kühlvorganges verhindert und die äußere Hülle kann in stärkerem Maße frei kontrahieren, ohne auf die gepolsterte Faser Längsknickkräfte auszuüben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Durchmesser

der Lichtwellenleiterfaser GF 0,125 mm

Durchmesser

der Polsterschicht PO 0,3... 0,5 mm

Schichtdicke

der Trennschicht TS 30 bis 60 μπι

Durchmesser

der äußeren Schutzhülle SH 0,6 bis 1,5 mm

Bei der schematischen Darstellung der Fertigungseinrichtung für ein Kabel nach Fig. 1, welche in Fig.2 gezeigt ist, wird die Glasfaser GFeinem ersten Extruder oder einer Beschichtungsvorrichtung EPO zugeführt, durch den die weiche Polsterschicht PO auf die Glasfaser GF aufgebracht wird. Es folgt eine Fülltrompete FTS, durch welche die als zähflüssige Substanz angenommene Füllmasse für die Trennschicht TS auf die Außenhaut der Polsterschicht PO aufgebracht wird. Danach folgt ein weiterer Extruder ESH, welcher auf die Trennschicht TS die im erstarrten Zustand aus relativ hartem Material bestehende Außenhülle /!//aufbringt Als flüssige Füllmasse für die Trennschicht TS kommen Petrolate (Kaltfüllmassen), Zweikomponentenhary.e mit Weichmachern in Frage sowie Wachse und insbesondere Öle. Diese dünnen Trennschichten lassen sich alle mittels einer entsprechenden Fülltrompete FTS direkt vor dem Extruder ESH für die AuBenhülle SH aufbringen. Dabei wird einerseits die Temperaturbeanspruchung der Polsterschicht PO vermindert und andererseits kann die Süßere, vorzugsweise aus plastischem Material bestehende Schutzhülle SH bei höheren Temnpnitnren auf der Polsterschicht PO gleiten und frei

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Optisches Kabel mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter, auf dem eine weiche Polsterschicht aufgebracht ist, wobei eine Bewegungsvorgänge zulassende Trennschicht sowie außen eine relativ steife Schutzhülle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (TS) zwischen der Polsterschicht (PO) und der Schutzhülle (SH) vorgesehen ist, derart, daß dadurch zwischen der Polsterschicht (PO) und der steifen Schutzhülle (SH) über die Trennschicht (TS) ein Ausgleich temperaturbedingter Bewegungsvorgänge gegeneinander ermöglicht ist

2. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (73JJ in Form einer Papier- oder Folienlage ausgebildet ist, die auf der Polsterschicht (PO) durch einen Spinnvorgang oder durch Längseinlaufen und Faltung aufgebracht ist

3. Optisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (TS) ganz oder teilweise aus einer flüssigen, insbesondere ölhaltigen Füllmasse besteht

4. Optisches Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige Trennschicht (TS) mittels einer FüUtrompete (FTS) auf die Polsterschicht (PO) aufgebracht ist

5. Optisches Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet daß die Füllmasse aus Petrolat Zweikomponentenharz mit Weichmachern, Wachsen oder ölen besteht