DE3234961C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kunststoffbeschichteten Lichtleitfaser nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Ein Verfahren der genannten Art ist bereits aus der DE 27 24 155 A1 bekannt.

Bei diesem können zur Erhöhung einer die Glas­ oberfläche schützenden Längskompression einige zugfeste Fäden, beispielsweise Aramidgarn, Glasgespinnst oder Stahldrähte, unter starkem Bremsen in das die Faser beschichtende Kunst­ stoffmaterial eingespritzt werden. Die Fäden können auch auf die beschichtete Faser unter Vorspannung aufgesponnen oder aufgeflochten werden.

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, brechen. Mikrobiegungen führen bekanntlich zur Erhöhung der Dämpfung und können entstehen, wenn der 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 Faserbeschich­ tungs-Verfahren wesentlich beigetragen. Eine absolute Sicher­ heit, daß die Faser nicht bricht, 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, bei­ spielsweise 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 die geforderte Faserfestigkeit nicht erreicht werden kann.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, die Faserfestigkeit weiter zu erhöhen und gleichzeitig das Entstehen von Mikrobiegungen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren bzw. eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 oder 5 bzw. den im Kennzeichen des Anspruchs 2 oder 3 aufgeführten Merkmalen gelöst.

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.

Vorteilhaft ist es 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.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Figuren in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Von den Figuren zeigen

Fig. 1 eine Faserziehanlage mit zweifachem Beschichtungssystem und einer Vorrichtung zum Einbetten von dünnen Fasern zwischen einer ersten und einer zweiten Kunststoff­ schicht, 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 Kunststoff­ schicht, die mit einem ringförmigen Tiegel arbeitet.

Die in den beiden Figuren schematisch dargestellten Faserzieh­ anlagen 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 Licht­ leitstabes 2 angeordnet ist, das vom Ziehofen 1 zum Schmelzen gebracht wird. Aus der Schmelze wird eine Lichtleitfaser 3 mittels einer Ziehtrommel 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 er­ folgt im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit Hilfe von Um­ lenkrollen 71 und 72, die nahe bei der Glasfaser 3 über der Beschichtungsvorrichtung 6 angeordnet sind. Jede dieser Um­ lenkrollen 71 und 72 lenkt eine dünne Faser 73 bzw. 74 in Richtung der Beschichtungsvorrichtung um. Die dünnen Glasfa­ sern 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 vorbe­ schichtete Glasfaser 3 wird zusammen mit den eng an ihr an­ liegenden, in Richtung der Beschichtungsvorrichtung umgelenk­ ten dünnen Fasern 73, 74 durch diese Beschichtungsvorrichtung 6 geführt und auf die Ziehtrommel 4 aufgewickelt. Das End­ produkt 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 oder -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. Analo­ ges 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 obere Be­ schichtungsvorrichtung 5 vorbeschichtete Lichtleitfaser 3 durchgeführt. Während des Durchführens der Lichtleitfaser 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.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung einer kunststoffbeschichteten biegefesten Lichtleitfaser (3), wobei die Lichtleitfaser (3) durch eine Beschichtungsvorrichtung (6) geführt wird, in der Kunststoffmaterial die Faser frei und drucklos umfließen und von der Faser nach außen geschleppt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Kunststoffmaterial in der Beschichtungsvor­ richtung (6) zusätzlich eine oder mehrere dünne Glasfasern (73, 74) oder/und ein oder mehrere Glasfasergarne oder/und -zwirne geführt werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Umlenkrollen (71, 72), von denen jede eine dünne Glasfaser, ein Glasfasergarn oder einen Glasfaserzwirn von einem Speicher (75, 76) in Transportrichtung der Lichtleit­ faser (3) umlenkt und der nachgeordneten Beschichtungsvor­ richtung (6) zuführt.

3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch einen ringförmigen beheizbaren Tiegel (8) zum Ziehen dünner Glasfasern (82 bis 85) nach dem Tiegelverfahren, durch dessen zentrale Öffnung (81) die zu beschichtende Lichtleitfaser (3) in Richtung zur nachgeordneten Beschichtungsvorrichtung (6) geführt ist, wobei aus Ziehdüsen im Boden des Tiegels (8) dünne Glasfasern (82 bis 85) abziehbar und zusammen mit der Lichtleitfaser durch die Beschichtungsvorrichtung (6) führbar sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine durch die Beschickungsvorrichtung geführte Lichtleitfaser, dünne Glasfaser oder auch ein Glas­ fasergarn oder -zwirn vorbeschichtet ist.

5. Verfahren zur Herstellung einer kunststoffbeschichteten, biegefesten Lichtleitfaser, wobei die Lichtleitfaser durch eine Beschichtungsvorrichtung geführt wird, in der Kunst­ stoffmaterial die Faser frei und drucklos umfließen und von der Faser nach außen geschleppt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kunststoffmaterial Glaswolle beigemengt ist.