DE3234961A1

DE3234961A1 - Kunststoffbeschichtete lichtleitfaser, verfahren zur herstellung einer solchen faser und vorrichtung zur durchfuehrung eines solchen verfahrens

Info

Publication number: DE3234961A1
Application number: DE19823234961
Authority: DE
Inventors: Nikolaos Dr.rer.nat. 8011 Kirchheim Douklias
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1984-03-22
Also published as: DE3234961C2

Description

Kunststoffbeschichtete Lichtleitfaser, Verfahren zur
Herstellung einer solchen Faser und Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine kunststoffbeschichtete Lichtleitfaser.
Lichtleitfasern für die optische Nachrichtenübertragung weisen häufig eine geringe mechanische Festigkeit und eine erhöhte Dämpfung, beispielsweise infolge von Mikrobiegungen auf. Die mechanische Festigkeit kann beispielsweise durch Beschädigung der Faseroberfläche während des Ziehprozesses oder auch durch Inhomogenitäten im Glas soweit gemindert werden, daß die Lichtleitfasern bei geringen Belastungen, wie sie z. B. beim Umspulen, Verkabeln oder Verlegen auftreten können, abbrechen. Mikrobiegungen führen bekanntlich zur Erhöhung der Dämpfung und können entstehen, wenn das Elastizitäsmodul, die Härte und die Schichtdicke der Beschichtungsmaterialien nicht passend gewählt worden sind.
Zur Verbesserung der Faserfestigkeit hat die Entwicklung und der Einsatz von aufwendigen Faserziehöfen und Faserbeschichtungs-Verfahren wesentlich beigetragen. Eine absolute Sicherheit, daß die Faser nicht abbricht, ist jedoch nicht gegeben und für viele Anwendungen ist die Faserfestigkeit ohnehin unzureichend.
Das Entstehen von Mikrobiegungen wird durch den Einsatz von ausgewählten Kombinationen von Beschichtungsmaterialien, beispielsweise weich für eine erste und hart für eine zweite Schicht, nur teilweise verhindert. Diese Forderung schränkt außerdem die Anzahl der Beschichtungsmaterialien stark ein und führt oft dazu, daß nicht die geforderte Faserfestigkeit erreicht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Faserfestigkeit weiter zu erhöhen und gleichzeitig das Entstehen von Mikrobiegungen zu verhindern.
Diese Aufgabe wird mit einer kunststoffbeschichteten Lichtleitfaser gelöst, welche die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Die eingebetteten Fasern erhöhen die mechanische Festigkeit der beschichteten Lichtleitfaser und die Verhinderung des Entstehens von Mikrobiegungen ist durch die Gleichheit der Elastizitätsmodule der beschichteten Lichtleitfaser und der eingebetteten Fasern begründet.
Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen kunststoffbeschichteten Lichtleitfaser geht aus dem Anspruch 2 hervor.
Ein anderes zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen kunststoffbeschichteten Lichtleitfaser ist im Anspruch 3 angegeben.
Vorteilhaft ist es, bei den Verfahren gemäß dem Anspruch 4 vorbeschichtete Glasfasern, dünne Glasfasern oder auch Glasfasergarne oder -zwirne zu verwenden. Dadurch wird die mechanische Festigkeit der Fasern erhöht und die Gefahr eines Faserbruches während der Durchführung eines der genannten Verfahren erniedrigt.
Zwei bevorzugte Vorrichtungen zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und Anspruch 4 gehen aus den Ansprüchen 5 und 6 hervor.
Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen Fig. 1 eine Faserzieanlage mit zweifachem Beschichtungssystem und einer Vorrichtung zum Einbetten von dünnen Fasern zwischen einer ersten und einer zweiten Kunststoffschicht, die mit Umlenkrollen arbeitet, und Fig. 2 eine Faserziehanlage mit zweifachem Beschichtungssystem und einer Vorrichtung zum Einbetten von dünnen Fasern zwischen einer ersten und einer zweiten Kunststoffschicht, die mit einem ringförmigen Tiegel arbeitet.
Die in den beiden Figuren schematisch dargestellten Faserziehanlagen sind bis auf die Vorrichtungen zum Einbetten der dünnen Fasern herkömmliche Anlagen und stimmen auch bis auf diese Vorrichtungen überein. In beiden Figuren sind daher einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Jede dieser Faserziehanlagen weist einen ringförmigen Ziehofen 1 auf, in dessen zentraler Öffnung das untere Ende eines Lichtleitstabes 2 angeordnet ist, das vom Ziehofen 1 zum Schmelzen gebracht wird. Aus der Schmelze wird eine Lichtleitfaser 3 mittels einer Zieht rommel 4, auf welche die Faser aufgewickelt wird, nach unten abgezogen. Vor dem Aufwickeln durchläuft die Faser 3 in der Regel zwei Beschichtungsvorrichtungen 5 und 6, in der sie jeweils mit einer Kunststoffschicht beschichtet wird.
Jede der beiden Beschichtungsvorrichtungen 5 und 6 kann aus einem Beschichtungssystem 51 bzw. 61, beispielsweise eine Beschichtungsküvette und aus einem nachgeordneten Härtungsofen 52 bzw. 62 bestehen.
Das Einbetten der dünnen Fasern in die Kunststoffschicht erfolgt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit Hilfe von Umlenkrollen 71 und 72, die nahe bei der Glasfaser 3 über der Beschichtungsvorrichtung 6 angeordnet sind. Jede dieser Umlenkrollen 71 und 72 lenkt eine dünne Faser 73 bzw.
74 in Richtung der Beschichtungsvorrichtung um. Die dünnen Glasfasern 73 und 74 sind den betreffenden Umlenkrollen 71 und 72 aus je einem Speicher 75 bzw. 76, beispielsweise eine Spule aus dünnen Fasern, zugeführt.
Die durch die obere Beschichtungsvorrichtung 5 bereits vorbeschichtete Glasfaser 3 wird zusammen mit den eng an ihr anliegenden, in Richtung der Beschichtungsvorrichtung umgelenkten dünnen Fasern 73, 74 durch diese Beschichtungsvorrichtung 6 geführt und auf die Ziehtrommel 4 aufgewickelt. Das Endprodukt ist eine doppelt beschichtete Glasfaser, bei der zwischen den beiden aufgebrachten Kunststoffschichten dünne Glasfasern angeordnet sind.
Anstelle der dünnen Fasern 73, 74 können auch Glasfasergarne -zwirne verwendet werden.
Die Gefahr eines Faserbruches während des Einbettens der dünnen Fasern in die Kunststoffschicht kann durch Verwendung vorbeschichteter dünner Fasern, die beispielsweise mit einer Kunststoffschicht beschichtet sind, vermindert werden. Analoges gilt für Glasfasergarne oder -zwirne.
Bei der Faserziehanlage nach Fig. 2 ist ein doppelwandiger oder ringförmiger, beheizbarer Tiegel 8 zum Ziehen dünner Glasfasern, z.B. 82 bis 85, nach dem Tiegelverfahren über der Beschichtungsvorrichtung 6 vorgesehen. Durch die zentrale Öffnung 81 dieses Tiegels 8 wird die durch die obe- re Beschichtungsvorrichtung 5 vorbeschichtete Lichtleit faser 3 durchgeführt. Während des Durchführens der Lichtieitfaser 3 werden die dünnen Glasfasern 82 bis 85 aus Ziehdüsen im Boden des Tiegels 8 kontinuierlich abgezogen und zusammen mit der Lichtleitfaser 3 durch die Beschichtungsvorrichtung 6 geführt und auf die Ziehtrommel 4 aufgewickelt. Es entsteht das gleiche Endprodukt wie bei der Anlage nach Fig. 1.
Das Beheizen des Tiegels 8 zur Erzeugung der Glasschmelze 86 für die Fasern in dem Tiegel 8 wird durch einen ringförmigen Ofen 87 bewirkt, der den Tiegel umgibt.
6 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1 ; Kunststoffbeschichtete Lichtleitfaser, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Beschichtung eine oder mehrere dünne Glasfasern oder auch ein oder mehrere Glasfasergarne oder -zwirne eingebettet sind.
2. Verfahren zur Herstellung einer kunststoffbeschichteten Glasfaser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleitfaser zusammen mit einer oder mehreren parallel dazu ausgerichteten dünnen Glasfasern oder auch einem oder mehreren Glasfasergarnen oder -zwirnen durch eine Beschichtungsvorrichtung geführt wird.
3. Verfahren zur Herstellung einer kunststoffbeschichteten Lichtleitfaser nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtleitfaser durch eine Beschichtungsvorrichtung geführt wird, das ein Kunststoffmaterial enthält, dem Glaswolle beigemengt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine durch die Beschickungsvorrichtung geführte Lichtleitfaser, dünne Glasfaser oder auch ein Glasfasergarn oder -zwirn vorbeschichtet ist.
5. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß nahe bei einer Lichtleitfaser (3), die zur Beschichtung durch eine Beschichtungsvorrichtung (6) geführt ist, eine oder mehrere Umlenkrollen (71, 72) angeordnet sind, von denen jede eine dünne Glasfaser, ein Glasfasergarn oder auch einen Glasfaser- zwirn (73, 74) - jeweils aus einem Speicher (75, 76) zugeführt - in Richtung der nachgeordneten Beschichtungsvorrichtung (6) umlenkt.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein ringförmiger, beheizbarer Tiegel (8) zum Ziehen dünner Lichtleitfasern (82 bis 85) nach dem Tiegelverfahren vorgesehen ist, durch dessen zentrale Öffnung (81) die zu beschichtende Lichtleitfaser (3) in Richtung einer Beschichtungsvorrichtung (6) geführt ist, wobei während des Durchführens der Lichtleitfaser (3) die dünnen Glasfasern (82 bis 85) aus Ziehdüsen im Boden des Tiegels (8) abgezogen und zusammen mit der Lichtleitfaser (3) durch eine Beschichtungsvorrichtung (6) geführt werden.