DE3127864A1

DE3127864A1 - Method for producing a protective element for optical fibres

Info

Publication number: DE3127864A1
Application number: DE19813127864
Authority: DE
Inventors: Robert Ing.(grad.) 5038 Rodenkrichen Herff
Original assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Current assignee: Philips Kommunikations Industrie AG
Priority date: 1981-07-15
Filing date: 1981-07-15
Publication date: 1983-02-03

Abstract

The invention relates to a method for producing a protective element made from plastic for optical fibres, which has reinforcing fibres which generate a longitudinal compression and are let into the plastic or are arranged in a force-closed fashion on the plastic. The object is to provide a protective element which prevents the rise in attenuation in optical fibres in the case of low temperatures. This is essentially achieved by bringing the optical fibres or fibre, the reinforcing fibres and the plastic of the protective element to a temperature which is below the lowest temperature to be expected in operation of the optical fibres, in order to produce in the process the force-closed connection between the plastic and the reinforcing fibres. The invention is chiefly applied in optical fibre cables and optical fibre lines, which can be exposed to low temperatures during operation.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Schutzelementes für Lichtwellen-Process for the production of a protective element for light wave

leiter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schutzelementes aus Kunststoff für Lichtwellenleiter (LWL), mit eine Längskompression erzeugenden, in den Kunststoff eingearbeiteten oder kraftschlüssig auf dem Kunststoff angeordneten Verstärkungsfasern.Ladder The invention relates to a method for producing a Protective element made of plastic for optical waveguides (LWL), with a longitudinal compression generating, incorporated into the plastic or frictionally on the plastic arranged reinforcing fibers.

Bekannt ist eine Schutzhülle für Lichtleitfasern (LLF) zur optischen Signalübertragung und/oder zur Registrierung physikalischer Zustände bzw. deren änderung mit einem Glaskern und einem Glasmantel sowie gegebenenfalls mit einer die Oberfläche der LLF schützenden, im Vergleich zum Faserdurchmesser dünnen Schicht eines synthetischen Werkstoffes, die aus mindestens einem Profilkörper besteht, dessen resultierender linearer, thermischer Ausdehnungskoeffizient und dessen Verhalten gegenüber Zug- und Druckkräften denjenigen der Lichtleitfaser angepaßt ist und bei dem die Lichtleitfaser lose in diesem Profilkörper geführt wird (DE-OS 29 02 576).A protective cover for optical fibers (LLF) for optical Signal transmission and / or for registering physical states or their Change with a glass core and a glass jacket and, if necessary, with one the surface of the LLF protective layer, which is thin compared to the fiber diameter a synthetic material, which consists of at least one profile body, its resulting linear thermal expansion coefficient and its behavior against tensile and compressive forces is adapted to those of the optical fiber and at which the optical fiber is loosely guided in this profile body (DE-OS 29 02 576).

Vorgeschlagen wurde auch ein Schutzelement für Lichtwellenleiter, bestehend aus einem diese zumindest teilweise umgebenden Profilkörper, dessen resultierender linearer thermIscher Ausdehnungskoeffizient und dessen Verhalten gegenüber Zug- und Druckkräften denjenigen der Lichtwellenleiter angepaßt ist, bei dem der Profilkörper aus untereinander kraftschlüssig verbundenen, in Längsrichtung des Lichtwellenleiters parallel verlaufenden Fasern besteht, die einen negativen linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten in Faserlängsrichtung aufweisen (DE-PAnm. 31 o8 109).A protective element for fiber optic cables was also proposed, consisting of a profile body that at least partially surrounds this, the resulting linear thermal expansion coefficient and its behavior in relation to tensile and compressive forces are adapted to those of the optical waveguides in which the profile body made of frictionally interconnected, in the longitudinal direction of Optical fiber consists of parallel fibers that have a negative linear have thermal expansion coefficients in the longitudinal direction of the fibers (DE-PAnm. 31 o8 109).

Dieser bekannte Stand der Technik ergibt Schutzelemente mit einer relativ hohen Biegesteifigkeit, deren Weiterverarbeitung zu einer Kabelkonstruktion Probleme aufwirft. Diese Biegesteifigkeit ist notwendig, um die bei absinkenden Temperaturen entstehenden Kontraktionen des thermoplastischen Sekundärcoatings ohne Ausknicken zu kompensieren.This known prior art provides protective elements with a relatively high flexural rigidity, their further processing into a cable construction Poses problems. This bending stiffness is necessary for the sinking Temperatures resulting contractions of the thermoplastic secondary coating without Compensate for buckling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Schutzelementen für LWL anzugeben, dessen temperaturabhängige Langenänderungen auch bei tiefen Temperaturen, die bisher zu Dämpfungserhöhungen in den LWL führten, weitestgehend an den oder die LWL angeglichen sind, ohne die Biegsamkeit und die Verarbeitbarkeit des Elements wesentlich herabzusetzen.The invention is based on the object of a method for production of protective elements for fiber optic cables, their temperature-dependent changes in length even at low temperatures, which previously led to increased attenuation in the fiber optic cables, are largely matched to the fiber optic cable (s), without the flexibility and the Significantly reduce the processability of the element.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die oder der LWL, die Verstärkungsfasern und der Kunststoff des Schutzelementes auf eine Temperatur gebracht werden, die unterhalb der tiefsten im Betrieb der LWL zu erwartenden Temperatur liegt und dabei die kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Kunststoff und dem Verstärkungsfasern hergestellt wird.This object is achieved in that the or the LWL, the reinforcing fibers and the plastic of the protective element to one temperature that is below the lowest temperature that can be expected during operation of the fiber-optic cable lies and thereby the force-fit connection between the plastic and the reinforcing fibers will be produced.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den--Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.Refinements of the invention are set out in the subclaims 2 to 7 specified.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile .bestehen insbesondere darin, daß Kontraktionen des Schutzelementes bei tiefen Temperaturen völlig vermieden werden können, die bei herkömmlichen Schutzelementen zur Knickung des LWL und damit zur Dämpfungserhöhung führten.The advantages that can be achieved with the invention exist in particular in that contractions of the protective element at low temperatures are completely avoided that with conventional protective elements for kinking the fiber optic cable and thus led to an increase in attenuation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: Figo 1 einen Lichtwellenleiter mit Schutzelement im Querschnitt, Fig. 2 eine Vorrichtung zur Herstellung des Schutzelementes.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. They show: FIG. 1 an optical waveguide with protective element in cross section, FIG. 2 shows an apparatus for producing the protective element.

In Fig. 1 ist ein Lichtwellenleiter mit 1 bezeichnet. Er besteht wie üblich aus Kern, Mantel und einer Primärbeschichtung, die unmittelbar nach der Herstellung aufgebracht wurde. Mit geringes Abstand von der Außenfläche des LWL 1 ist das Schutzelement 2 dargestellt. Es besteht aus einer Kunststoffhülle 3 und den Verstärkungsfasern 4, die kraftschlüssig auf dem Kunststoff 3 angeordnet sind. Die Verstärkungsfasern 4 bestehen vorzugsweise aus Glasfasern oder aus einem aromatischen Polyamid. Es ist aber auch möglich, hierfür andere Kunststoffe oder Stahldraht zu verwenden. Wesentlich ist, daß der verwendete Werkstoff für die Verstärkungsfasern 4 einen ähnlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wie der Werkstoff des LWL 1.In Fig. 1, an optical waveguide is denoted by 1. He is like Usually consisting of a core, a cladding and a primary coating, which is applied immediately after manufacture was applied. The protective element is at a small distance from the outer surface of the fiber optic cable 1 2 shown. It consists of a plastic cover 3 and the reinforcing fibers 4, which are arranged in a non-positive manner on the plastic 3. The reinforcing fibers 4 are preferably made of glass fibers or an aromatic polyamide. It but it is also possible to use other plastics or steel wire for this purpose. It is essential that the material used for the reinforcing fibers 4 a has a coefficient of thermal expansion similar to that of the fiber optic material 1.

Erfolgt die kraftschlüssige Verbindung zwischen Kunststoff 3 und Verstärkungsfasern 4 bet einer Temperatur, die unterhalb der tiefsten vorgesehenen Betriebstemperatur für den LWL 1 liegt, wird die sonst bei tiefen Temperaturen mögliche Knickung des LWL 1 sicher vermieden. Geringe Unterschiede in der temperaturbedingten Ausdehnung zwischen Schutzelement 2 und LWL 1 können dadurch ausgeglichen werden, daß der Innendurchmesser des Schutzelementes 2 gerade so groß gemaM t wird, daß der LWL 1 sich noch frei bewegen kann. Es ist ersichtlich, daß mit diesen Merkmalen ein Schutzelement geschaffen werden kann, das einen wesentlich geringeren Durchmesser besitzt, als die bisher üblichen, lose über dem LWL 1 angeordneten Sehutzmäntel. Die Verstärkungsfasern 4 verlaufen etwa parallel zur Längsachse des LWL 1 oder sind zumindest mit sehr großer Steigung angeordnet. Ihre kraftschlüssige Verbindung mit dem Kunststoff 3 des Schutzelementes 2 kann durch zumindest teilweises Einbetten in den Kunststoff 3 erfolgen. Ein verbesserter Kraftschluß läßt sich erreichen durch Einfügung eines Haftvermittlers zwischen Kunststoff 3 und Verstärkungsfasern 4. Denkbar ist auch das Aufbringen einer zweiten Schicht von Fasern, die als Gegenwendel ausgebildet ist.Is the force-fit connection between the plastic 3 and the reinforcing fibers 4 bet a temperature below the lowest intended operating temperature for fiber optic cable 1, the kinking of the LWL 1 safely avoided. Slight differences in temperature-related expansion between protective element 2 and LWL 1 can be compensated by the fact that the inner diameter of the protective element 2 is made just large enough that the fiber-optic cable 1 is still free can move. It can be seen that these features provide a protective element can be that has a much smaller diameter than before usual, loosely arranged protective jackets over the fiber optic cable 1. The reinforcing fibers 4 run approximately parallel to the longitudinal axis of the LWL 1 or are at least with very large slope arranged. Your positive connection with the plastic 3 the protective element 2 can be at least partially embedded in the plastic 3 take place. An improved frictional connection can be achieved by Insertion of an adhesion promoter between plastic 3 and reinforcing fibers 4. It is also conceivable to apply a second layer of fibers, which acts as a counter-helix is trained.

Zur weiteren Verbesserung des Kraftschlusses ist auch eine Kombination der geschilderten Maßnahmen möglich.A combination is also available to further improve the frictional connection the measures described are possible.

In Fig. 2 ist der wesentliche Teil einer Vorrichtung zur Herstellung des vorstehenden beschriebenen Schutzelementes in schematischer Form dargestellt. Ein über einem nicht gesondert gezeichneten LWL extrudierter Kunststoffschlauch 3 läuft in Pfeilrichtung in eine Kühlkammer 5 ein. Nach seiner Abkühlung auf eine Temperatur, die unterhalb der tiefsten zu erwartenden Betriebstemperatur des Lichtwellenleiters liegt, läuft er in eine weitere Kühlkammer 7 ein, in der eine Düse oder ein Verseilnippel zum Aufbringen der ebenfalls auf die tiefe Temperatur abgekühlten Verstärkungsfasern 4, welche von Vorratsrollen 6 ablaufen, dient. Das derart gefertigte Schutzelement 2 tritt aus der Kühlkammer 7 aus und kann auf der Trommel 8 aufgewickelt werden. Die Kühlung in den Kammern 5 und 7 kann durch ein tiefgekühltes Gas, beispielsweise Kohlendioxyd erfolgen.In Fig. 2 is the essential part of an apparatus for manufacturing of the protective element described above shown in schematic form. A plastic tube extruded over a fiber optic cable not shown separately 3 enters a cooling chamber 5 in the direction of the arrow. After cooling down to a Temperature below the lowest expected operating temperature of the fiber optic cable lies, it runs into a further cooling chamber 7, in which a nozzle or a stranding nipple for applying the reinforcing fibers, which have also cooled down to the low temperature 4, which run off supply rolls 6, is used. The protective element manufactured in this way 2 emerges from the cooling chamber 7 and can be wound onto the drum 8. The cooling in the chambers 5 and 7 can by a deep-frozen gas, for example Carbon dioxide.

Eine Längenabstimmung zwischen dem Schutzelement 2 und dem darin enthaltenen Lichtwellenleiter kann dadurch erfolgen, daß die Vorspannung des Lichtwellenleiters beim Eintritt in den Extruder zum Herstellen des Kunststoffmantels 3 überwacht und geregelt wird.A length matching between the protective element 2 and that contained therein Optical waveguide can take place in that the bias of the optical waveguide when entering the extruder for producing the plastic jacket 3 is monitored and is regulated.

Claims

Claims: 1. A method for producing a protective element (2) made of plastic (3) for fiber optic cables (1)> with longitudinal compression, in the plastic (3) incorporated or frictionally arranged on the plastic (3) Reinforcing fibers (4), d a d u r c h e k e n n n z e t c h -n e t that the or the fiber optic (1), the reinforcing fibers (4) and the plastic (3) of the protective element (2) be brought to a temperature which is below the lowest in operation of the LWL (1) is the expected temperature and the force-fit connection is made between the plastic (3) and the reinforcing fibers (4).

2. The method according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the protective element (2) loosely envelops the fiber optic cable (s) (1).

3. The method according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the reinforcing fibers (4) have approximately the same coefficient of thermal expansion like the fiber optic cable (s) (1).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, d a d u r c h g e k It is noted that the reinforcing fibers (4) are made of glass or an aromatic Consist of polyamide.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, d a d u r c h g e k It is indicated that the frictional connection between the plastic (3) of the protective element (2) and the reinforcing fibers (4) is increased by an adhesion promoter.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, d a d u r c h g e k It is noted that the cooling of the fiber optic cable (1), the plastic (3) and the Reinforcing fibers (4) takes place through a deep-frozen gas.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, d a d u r c h g e k It is noted that the length coordination between the fiber optic cable (1) and the protective element (2) by regulating the bias of the incoming into the protective element (2) LWL (1) takes place.