DE3425649C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungselements, bestehend aus einem Schlauch, welcher mindestens einen Lichtwellenleiter lose und mit Überlänge umhüllt, wobei der Schlauch mit eingelegtem LWL mittels einer Abzugs­ vorrichtung aus einem Extruder ausgezogen, über eine angetriebene Umlenkrolle und zur Erzielung einer definierten Überlänge der LWL über temperaturgesteuerte Strecken geführt wird.

Die LWL werden zum Schutz in schlauchartige Gebilde aus Kunststoff eingelegt. Unabhängig davon, ob die Adern mit einer gelartigen Substanz gefüllt sind oder nicht, müssen die eingelegten LWL aus Gründen der Verarbeitung und der Beanspruchung während der Kabelverlegung mit einer gewissen Überlänge eingebracht werden. Dies bedeutet, daß die LWL in dem Schlauch nicht gestreckt, sondern mit leichten Krümmungen eingelegt sind. Um dieses zu erreichen, ist es bekannt, die LWL durch einen Extruder abzuziehen, aus dem ein Schlauch als Hülle ausgezogen wird. Dieses Ausziehen kann aber nur zusammen mit der Faser erfolgen, was zu einer Unterlänge der Faser führen würde. Im Zuge eines Abkühlungsprozesses hinter dem Extruder wird dann der Schlauch geschrumpft, um die gewünschte Überlänge der LWL zu erreichen.

Zieht man den Schlauch zusammen mit den LWL in einer geraden Kühlvorrichtung aus dem Extruder, so kann nicht definiert werden, wann und wo sich beim Schrumpfvorgang die LWL an die Innenwandung des Schlauches anlegen, was zu einer ungleichmäßigen Einlagerung der LWL in dem Schlauch führt, denn die Anlegepunkte bestimmen durch die Reibung die sog. Mitnahmepunkte und damit die Festpunkte der LWL gegenüber dem Schlauch beim Schrumpfvorgang. Im Grenzfall kann diese ungleichmäßige Einlagerung dazu führen, daß die LWL an einzelnen Stellen im Schlauch zu stark gekrümmt werden, was zu Verlusten, d. h. zu einer erhöhten Dämpfung, führt oder zu stark gestreckt sind, was zu Brüchen führen kann.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist in der DE-OS 27 57 786 beschrieben. Dort ist die Abzugsvorrichtung der Umlenkrolle nachgeordnet. Beim Verlauf durch eine zwischen Umlenkrolle und Abzugsvorrichtung vorgesehene Kaltwasserkühlung ist die den LWL umgebende schlauch­ förmige Hülle einer hohen Längsspannung ausgesetzt. Die sich im spannungsfreien Zustand ergebende endgültige Länge wird auf einem unkontrollierten Weg zwischen der Abzugs­ vorrichtung und einem Aufwickler erreicht. Dabei können die Krümmungen des LWL ungleichmäßig über die Länge der Hülle verteilt sein.

Umlenkrollen zur Bewirkung einer kraftschlüssigen Mitführung eines LWL sind auch durch die FR-PS 25 09 275 und durch die GB-PS 15 76 339 bekannt, jedoch sind den Umlenkrollen dort keine temperaturgesteuerten Schrumpf­ strecken nachgeschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, durch das die Einlagerung von LWL in Schläuchen möglichst gleichmäßig erfolgt, so daß beim notwendigen Schrumpfprozeß des Schlauches zur Einstellung der gewünschten Überlänge eine auf der ganzen Länge einiger­ maßen gleichmäßige Krümmung der LWL innerhalb des Schlauches erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Schlauch von einer im Bereich der Umlenkrolle angeordneten Abzugseinrichtung ausgezogen und danach im wesentlichen geradlinig über eine temperaturgesteuerte Strecke bis zu einer weiteren Antriebseinrichtung geführt und von dieser mit einer Kraft, die kleiner als die Zugkraft der Abzugs­ einrichtung ist, gezogen wird. Die Hohlader wird nach einer ersten Abkühlung, also nach einer Verfestigung, kurz hinter dem Extruder z. B. in einer Schlinge um eine ange­ triebene Rolle gelegt. Selbst wenn man davon ausgehen könnte, daß die mitgezogene LWL sich nicht sofort mit der Krümmung der Rolle an die Innenwandung des Schlauches anlegt und damit an diesem etwas haftet, so liegt doch dieser Anlegepunkt auf einer relativ kurzen Strecke, denn bei einem Rollendurchmesser von z. B. 30 cm liegt der Anlegepunkt innerhalb eines Bereiches der Länge von unter 1 m. Vergleicht man dies mit den bekannten Kühlstrecken über Längen von mehr als 10 m und zum Teil von mehr als 20 m mit den entsprechend undefinierten Anlegepunkten der Faser an der Innenwandung des Schlauches, dann wird deutlich, um wieviel genauer die Einlagerung der LWL in den Schlauch durch das Verfahren nach der Erfindung erfolgt. Dieses Verfahren arbeitet unabhängig davon, ob die Hohlader zusätzlich z. B. aus Gründen der Längswasserdichtigkeit mit einer gelartigen Substanz gefüllt ist oder nicht.

Anstelle einer einzelnen Rolle, um die die Hohlader als Schlinge geführt ist, wobei die Rolle nach Art eines Spills arbeiten kann, können auch mehrere Rollen verwendet werden, über die die Hohlader z. B. in Mäanderform gelegt ist.

Auf der Strecke, auf der der Anlegepunkt liegen kann, also z. B. am Umfang der von der Hohlader umschlungenen Rolle, sollte, um gleiche Abkühlverhältnisse und damit auch glei­ che Überlängen sicherzustellen, eine gleiche Temperatur vorhanden sein.

Vorteilhaft ist es, im Bereich der angetriebenen Rollen einen Raupenabzug oder dergleichen anzuordnen, durch den die Hohlader abgezogen wird, so daß eine dahinterliegende Kühl- und/oder auch Temperzone gegenüber der Aufspul­ vorrichtung zugentlastet ist. Der Raupenabzug kann dabei so ausgebildet sein, daß er auf einem bestimmten Winkel auf der angetriebenen Rolle aufliegt und diese gleich­ förmig mit der Hohlader bewegt.

Der Umlenkrolle ist dann eine Kühlstrecke nachgeschaltet, die vorzugsweise aus einem Wasserbad besteht und die Hohl­ ader temperaturmäßig so behandelt, daß der Schlauch auf eine gewünschte Länge gegenüber der Faser geschrumpft wird. Gleichzeitig kann durch Beheizen und Kühlen ein Alterungsprozeß erreicht werden, so daß die aus Kunststoff bestehenden Schläuche auch bei späteren starken Tempera­ turschwankungen in der Länge kaum noch verändert werden.

Da der Anlegepunkt der Faser nach dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung recht genau eingestellt werden kann, ist es vorteilhaft, mit einer geeigneten Meß­ vorrichtung die Überlänge des LWL gegenüber dem Schlauch zu erfassen und in Abhängigkeit dieser Meßwerte die Extrusionsgeschwindigkeit und/oder die Temperatur der ersten, zwischen Extruder und Umlenkrolle angeordneten Kühlstrecke entsprechend nachzusteuern, um schon im Fertigungsprozeß kleine Schwankungen in bezug auf die Überlänge auszuregeln.

Anhand einer schematischen Zeichnung seien die für das erfindungsgemäße Verfahren notwendigen oder zweckmäßigen Elemente erläutert und das Verfahren beschrieben.

Von einer Trommel 1 wird der LWL 2 durch die Aufspul­ vorrichtung 3 abgezogen. Hinter eine Färbevorrichtung 4 zur Markierung der LWL bzw. einer Mehrzahl von LWL ist ein Extruder 5 angeordnet, aus dem der Schlauch 6 ausgezogen wird. Dem Extruder kann eine Füllvorrichtung zugeordnet werden, durch die der Schlauch 6 mit einer gelartigen Masse gefüllt wird. Hinter dem Extruder ist eine Wasser­ kühlstrecke 7 angeordnet, durch die der Schlauch 6 soweit verfestigt werden kann, daß er um die angetriebene Rolle 8 schlingbar ist. Die Rolle 8 taucht in die Wasserkühl­ strecke 7 ein und wird mit dieser auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten. Im Ausführungsbeispiel ist hinter der angetriebenen Rolle 8 ein Raupenabzug 9 angeordnet, mit dessen Hilfe der Schlauch 6 um die Rolle 8 gezogen wird und die zusammen mit dem Raupenabzug 10 den Schlauch 6 auf der zwischen diesen beiden Antrieben 8 und 10 liegenden Strecke zugentlastet. Diese Strecke ist in bekannter Weise als Kühlstrecke 11 und gegebenenfalls auch als Heiz­ strecke 12 ausgebildet, durch die der aus dem Extruder gezogene Kunststoff auf die gewünschte Länge geschrumpft und in gewünschtem Maße gealtert wird. Diese Strecke kann insgesamt auch als Wasserbad ausgebildet sein, wobei dann der Schlauch 6 im Wasserbad verschiedene Temperatur­ zonen durchläuft.

Anstelle des Raupenabzugs kann auch ein Antrieb für die Rolle 8 verwendet werden, bei dem sich ein z. B. aus Gummi gefertigtes Antriebsband auf einem Teil des Umfangs außen auf die Rolle 8 und den daraufliegenden Schlauch 6 auflegt und beide zusammen antreibt. Damit könnte der Raupen­ abzug 9 entfallen.

Anstelle der Rolle 8, die vom Schlauch 6 umschlungen wird, können auch zwei oder mehr Rollen eingefügt werden, um die der Schlauch 6 z. B. in S-Form oder mäanderförmig gelegt ist. In jedem Falle wird durch eine derartige Umlenkung des Schlauches 6 erreicht, daß der LWL 2 schon kurz nach der Umlenkung an der Innenwandung des Schlauches 6 an­ liegt, sich dort durch Reibung festhält und damit definierte Anlegepunkte der LWL 2 an der Innenwandung des Schlauches 6 gegeben sind. Es ist ersichtlich, daß durch entsprechende Einstellung der Temperatur der Kühlstrecke 7 sowie durch die Veränderung der Extrusionsgeschwindigkeit die zunächst vorhandene Überlänge des Schlauches einge­ stellt werden kann.

Die Überlänge der LWL im Schlauch kann z. B. dadurch erfaßt werden, daß man die Einzugsgeschwindigkeit der LWL vor dem Extruderkopf 5 und die Geschwindigkeit der fertigen Hohl­ ader vor der Aufspulvorrichtung 3, also hinter der zweiten Kühlstrecke 11, im entspannten Zustand erfaßt. Die Messung kann durch ein Interferenzverfahren sehr genau vorgenommen werden. Mit Hilfe geeigneter Steuer- und Regelgeräte kann unmittelbar während des Fertigungsvorganges die Überlänge der LWL 2 gegenüber dem Schlauch 6 nachgestellt werden. Hier können sowohl die Extrusionsgeschwindigkeit, die Temperatur der ersten Kühlstrecke 7, der Rolle 8 und der Heizstrecke 12 als auch die Temperatur der zweiten Kühlstrecke 11 ebenso nachgesteuert werden wie die Abzugskraft des Raupenabzuges 9 vor der Heizstrecke verändert werden kann. Im Ausführungsbeispiel ist eine LWL 2 in einen Schlauch 6 eingelegt. Dieses Verfahren und die Vorrichtung lassen sich selbstverständlich mit gleichem Vorteil auch dann einsetzen, wenn eine Mehrzahl von LWL lose oder verdrillt in einen Schlauch eingesetzt wird.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Übertragungselements, bestehend aus einem Schlauch, welcher mindestens einen Lichtwellenleiter lose und mit Überlänge umhüllt, wobei der Schlauch mit eingelegtem LWL mittels einer Abzugsvorrichtung aus einem Extruder ausgezogen, über eine angetriebene Umlenkrolle und zur Erzielung einer definierten Überlänge der LWL über temperaturgesteuerte Strecken geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (6) von einer im Bereich der Umlenkrolle (8) angeordneten Abzugseinrichtung (9) ausgezogen und danach im wesentlichen geradlinig über eine temperaturgesteuerte Strecke (11, 12) bis zu einer weiteren Antriebseinrichtung (10) geführt und von dieser mit einer Kraft, die kleiner als die Zugkraft der Abzugseinrichtung (9) ist, gezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Schlauch (6) vorzugsweise unmittelbar im Bereich der Umlenkrolle (8) ein Raupenabzug oder dergleichen zur Einwirkung gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Raupenabzug auf einem Teil des Umfanges der Umlenkrolle (8) derart aufliegt, daß der Schlauch (6) und die Umlenkrolle (8) gleichförmig bewegt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewünschte Überlänge der LWL (2) gegenüber dem Schlauch (6) durch Vorgabe der Temperaturen der zwischen der Umlenkrolle (8) und einer Aufspulvorrichtung (3) angeordneten temperaturgesteuerten Strecke (11, 12) eingestellt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Ablaufvorrichtung für die LWL, einem Extruder, mindestens einer temperaturgesteuerten Strecke, einer angetriebenen Umlenkrolle, einer Abzugsvorrichtung sowie einer Aufspulvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umlenkrolle (8) eine Abzugseinrichtung (9) und im Anschluß an eine darauffolgende temperaturgesteuerte Strecke (11, 12) eine weitere Antriebseinrichtung (10) vorgesehen ist, deren Zugkraft kleiner als die der Abzugseinrichtung (9) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die temperaturgesteuerten Strecken (7, 11, 12) Wasserbäder sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung zur Erfassung der Überlänge der LWL (2) gegenüber dem Schlauch (6) sowie durch eine Regeleinrichtung, durch welche die Extrusionsgeschwindigkeit und/oder die Temperatur einer zwischen dem Extruder (5) und der Umlenkrolle (8) angeordneten Kühlstrecke (7) und/oder die Temperatur der zwischen der Umlenkrolle (8) und der Antriebseinrichtung (10) vorgesehenen temperaturgesteuerten Strecke (11, 12) zur Nachstellung der Überlänge des Schlauches (6) veränderbar sind.