DE3011009C2 - Optisches Kabel mit einem faserförmigen Lichtwellenleiter - Google Patents
Optisches Kabel mit einem faserförmigen LichtwellenleiterInfo
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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)
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
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