DE3506673C2 - Einrichtung zur zweifachen Umhüllung einer Lichtwellenleiter-Bündelader - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur zweifachen Umhüllung einer Lichtwellenleiter-Bündelader in einer Lichtwellenleiter-Bündeladerlinie unter Verwendung von Vorratsspulen, von denen Lichtwellenleiter ablaufen, die in einer nachfolgenden Einrichtung zusammengefaßt mit Füllmasse umgeben sind, sowie unter Verwendung eines ersten Extruders zum Aufbringen einer ersten Hülle auf die mit Füllmasse versehene Bündelader sowie eines zwei­ ten Extruders zum Aufbringen einer zweiten Hülle auf die erste Hülle.

Aus der DE 31 11 963 A1 ist eine Einrichtung zur Herstel­ lung einer Lichtwellenleiter-Ader bekannt, bei der auf einen Lichtwellenleiter nacheinander zwei Mantel- bzw. Umhüllungsschichten mittels zweier hintereinander ange­ ordneter Extruder aufgebracht werden. Vor dem Aufbringen der inneren Hülle auf den Lichtwellenleiter wird zuvor diesem eine Füllmasse zugeführt, die eine kühlende Wir­ kung auf die innere Hülle ausübt und dadurch deren Reck­ kegel verkürzt. In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, die Arbeitsgeschwindigkeit einer solchen Bündeladerlinie so stark zu erhöhen, daß mit derartigen Kühlmaßnahmen eine ausreichende Verfestigung der inneren, d. h. ersten Hülle in der zur Verfügung stehenden kurzen Zeit nicht mehr erreicht werden kann, es sei denn, man nähme unnö­ tig große Abstände zwischen dem ersten und dem zweiten Extruder in Kauf. Dies wäre aber wegen des großen Raum­ bedarfs sehr ungünstig und außerdem würde die mechani­ sche Stabilität des noch weichen Schlauches überbean­ sprucht.

Aus der DE 32 14 603 A1 ist ein optisches Kabel und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt, bei dem in der Produktionslinie zunächst eine kontinuierliche, längliche Verstärkung mit Vorspannung in der Form eines Vorgespinns aus Glasfasern, das durch gehärtetes Polyesterharz getränkt ist, hergestellt wird. Anschließend wird auf diese vorge­ spannte Verstärkung ein Innenmantel mit mehreren in Längs­ richtung verlaufenden, am Umfang beabstandeten Außenaus­ sparungen aufgespritzt, so daß sich die vorgespannte Ver­ stärkung als Kabelseele entlang der Mitte des Innenmantels erstreckt. Daraufhin wird der Innenmantel abgekühlt und dadurch gehärtet, wodurch das Material des Innenmantels auf die vorgespannte Verstärkung fest aufschrumpft, so daß sich der Innenmantel mit der ständig unter mechanischer Spannung gehaltenen Verstärkung verbindet. In den Außen­ aussparungen des Innenmantels werden von Vorratsspulen ab­ gezogene optische Fasern untergebracht und in einer zwei­ ten Strangpreßmaschine ein Außenmantel um den Innenmantel gespritzt. Bei diesem bekannten optischen Kabel wird in die Kabelseele eine vorgespannte Verstärkung als zentrales Zugelement, das ständig unter mechanischer Spannung gehal­ ten ist, eingebracht. Damit dieses zentrale Zugelement am Kabel angreifende Zugspannungen unmittelbar aufnehmen kann, ist der Innenmantel auf die vorgespannte Verstärkung durch Abkühlen nach seinem Aufspritzen aufgeschrumpft, das heißt kraftschlüssig mit dem zentralen Zugelement verbunden. Durch diesen kraftschlüssigen Verbund werden Zugbelastun­ gen unmittelbar auf das zentrale Zugelement, d. h. auf die vorgespannte Verstärkung, übertragen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so weiter­ zubilden, daß mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit gear­ beitet werden kann und dabei sichergestellt ist, daß beim Aufbringen der zweiten Hülle die innere erste Hülle be­ reits ausreichend verfestigt ist und ein fester Sitz der zweiten Hülle auf der ersten Hülle erreicht wird. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß am Ausgang des ersten Extruders eine von außen auf die einmal umhüllte Lichtwellenleiter-Bündelader wirkende Flüssigkeits-Kühlein­ richtung und am Ende der Kühleinrichtung und vor dem zwei­ ten Extruder eine Trockeneinrichtung für die Oberfläche der ersten Hülle vorgesehen ist.

Dadurch, daß von außen eine Flüssigkeits-Kühlung erfolgt, lassen sich ausreichend große und auch in ihrer Tempera­ tur entsprechend wählbare Kühlmittelmengen der noch wei­ chen ersten Hülle zuführen, so daß durch diese vorgebbare bzw. wählbare Kühlung deren rasche Verfestigung eintritt. Bei der bekannten Einrichtung mit der vor dem Aufbringen der ersten Ader-Hülle zugeführten Füllmasse war dagegen die Kühlung der ersten Hülle allein von dem Zustand und der Temperatur der Füllmasse abhängig und nur noch in ge­ wissem Umfang von der außen wirkenden Kühlluft. Beide sind jedoch nicht ohne weiteres beliebig kalt zu halten, weil z. B. die Massen sonst zu zähflüssig werden und sich damit kaum mehr verarbeiten lassen, und zudem die Wärmeüber­ gangszahl der Kühlluft sehr niedrig ist.

Durch die starke Abkühlung wird außerdem erreicht, daß der Abstand zwischen den beiden Extrudern relativ groß gewählt werden kann, weil die Verfestigung der aufgebrach­ ten ersten Hülle sehr schnell durchgeführt und somit der zweite Extruder weiter entfernt vom ersten aufgestellt werden kann. Damit wird Platz für die Kühleinrichtung und für die nachfolgende Trockeneinrichtung geschaffen. Die Oberfläche der ersten Hülle muß absolut kühlmittelfrei (trocken) sein, bevor die zweite Schicht bzw. Hülle auf­ gebracht werden kann. Dazu werden mit Hilfe der Trocken­ einrichtung Reste des flüssigen Kühlmediums entfernt und der restliche Feuchtigkeitsniederschlag getrocknet. Da­ durch, daß also die innere, erste Hülle absolut trocken, d. h. kühlmittelfrei ist, ist eine störungsfreie Extru­ sion und damit ein fester Sitz der durch den zweiten Ex­ truder aufzubringenden Hülle auf der ersten Hülle gewähr­ leistet.

Statt des üblichen Wassers können für die Kühlung nach dem Unteranspruch 2 auch an­ dere, noch schneller verdampfende Medien verwendet werden, z. B. Alkohole, deren Dämpfe natürlich abzusaugen sind.

Die vorliegende Erfindung ist vor allem auch für horizon­ tal arbeitende Lichtwellenleiterbündel- bzw. Lichtwellen­ leiteraderlinien verwendbar.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen 3-7 wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nach­ folgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht und

Fig. 2 in Draufsicht den Aufbau einer Lichtwellenleiter- Bündellinie mit einer Einrichtung nach der Erfin­ dung und

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die Konstruktion einer Ringdüse.

In Fig. 1 und 2 ist ein Ablaufgestell AG vorgesehen, das mit Vorratsspulen VS11, VS12, VS21 und VS22 bestückt ist. Die ablaufenden Lichtwellenleiter AF1 und AF2 werden in bekannter Weise zu einem Bündel zusammenge­ faßt, das mit AB bezeichnet ist. Anstelle eines derarti­ gen Bündels von Lichtwellenleitern kann aber auch ein einzelner Lichtwellenleiter in der nachfolgend noch be­ schriebenen Weise weiter behandelt werden.

Die Lichtwellenleiter-Bündelader AB gelangt nach Vorbenetzung mit einer Füllmasse zu einem Extru­ der EX1, durch den eine erste Umhüllung in Form eines Kunststoffmaterials auf die ursprüngliche strangförmige Bündelader AB aufgebracht wird. Am Ausgang des Extruders EX1 ist somit die strangförmige Bündelader AB mit ABC bezeichnet. Wenn nach dieser ersten, mittels des Extruders EX1 aufgebrachten Schicht noch eine zweite Schicht mittels eines weiteren Extruders EX2 aufgebracht wird, muß sichergestellt sein, daß beim Aufbringen der zweiten Schicht die einmal ummantelte Bündellader ABC bereits ausrei­ chend verfestigt ist. Hierzu wird am Ausgang des ersten Extruders EX1 eine Kühlvorrichtung KE vorgesehen, die so aufgebaut ist, daß sie der vom Extruder EX1 aufgebrach­ ten Ummantelung von außen möglichst viel Wärme auf einer kurzen Länge entzieht.

Bevorzugt wird hierfür eine aus mehreren Ringdüsen RD1, RD2 und RD3 bestehende Flüssigkeits-Kühleinrichtung ver­ wendet, wobei jede dieser Düsen die einmal ummantelte Bündel­ ader ABC ringförmig umschließt. Als Kühlmittel wird ein flüssiges Medium, vorzugsweise Wasser, verwendet, das über entsprechende Anschlußleitungen AL1, AD2 und AD3 den Ringdüsen RD1 bis RD3 zugeführt wird. Das abströ­ mende Kühlmedium wird in einem Behälter BT gesammelt und gelangt von da aus zu einem Vorratsspeicher VS. Am Aus­ gang dieses Vorratsspeichers VS sind entsprechende (hier nicht näher dargestellte) Pumpen vorgesehen, die jeweils einer der Anschlußleitungen AL1, AD2, AD3 zugeordnet sind. Falls erforderlich kann in den auf diese Weise ge­ schlossenen Kühlmittelumlauf auch eine zusätzliche Kühl­ einrichtung eingefügt werden, sofern das kühlende Medium künstlich auf niedrigerer Temperatur gehalten werden soll. Durch die Kühlung der einmal ummantelten Bündelader ABC wird innerhalb einer kurzen Strecke der vom Extruder EX1 auf­ gebrachte erste Mantel so stark abgekühlt, daß der Ab­ stand zwischen den Extrudern EX1 und EX2 beliebig gehal­ ten werden kann und zugleich eine hohe Durchlaufgeschwin­ digkeit erzielbar ist.

Um eine störungsfreie Extrusion der durch den Extruder EX2 aufzubringenden zweiten Mantelschicht auf der ersten Mantelschicht der Bündelader ABC zu gewährleisten, ist zweckmäßig eine Absaugeinrichtung WA vorhanden, welche tropfenförmige Reste des flüssigen Kühlmediums entfernt. Im übrigen ist eine vollständige Trocknung nicht unbedingt erforderlich, weil im Bereich der Absaugeinrichtung WA der vom Extruder EX1 aufgebrachte Mantel immer noch so warm ist, daß der restliche Feuchtigkeitsniederschlag sehr schnell trocknet. Vor dem Extruder EX2 kann noch eine Dickenmeßeinrichtung DM vorgesehen sein. Für be­ sonders intensive Zwischenkühlung können schneller ver­ dampfende Medien, z. B. Alkohol (Methanol, Äthanol, Propanol, Glykole usw.) verwendet werden. Auch Gemische von Wasser und Alkoholen sind möglich. Die am Ausgang des Extruders EX2 erhaltene strangförmige Bündelader ABCC ist zweifach ummantelt und wird von hier aus in bekannter Weise weiter verarbeitet und anschließend z. B. auf Trommeln oder Tellern aufgewickelt oder abgelegt.

Jede der Ringdüsen RD1 bis RD3 ist vorteilhaft jeweils aus zwei Halbschalen zusammengesetzt, von denen eine (und zwar die untere) in Fig. 3 näher dargestellt ist. Sie besteht aus einem Außenzylinder AZ und einem konzentrisch hierzu verlaufenden Innenzylinder IZ, wobei letzterer eine Durchtrittsöffnung D0 aufweist. Diese Durchtrittsöffnung ist so gewählt, daß die ankommende, einmmal ummantelte Bündellader ABC (strichpunktiert dargestellt) hindurchgeführt werden kann, ohne dabei an der Innenwand der Durchtrittsöffnung D0 anzustreifen. Jede Ringdüse weist einen Anschlußstutzen AS auf, an den die zugehörige Anschlußleitung (in vorliegendem Beispiel also AL1) angeschlossen ist. Das zugeführte Kühlmedium strömt zunächst in die zylindrische Ringzone zwischen dem Außenzylinder AZ und dem Innenzylinder IZ ein und gelangt von hier aus über Düsenöffnungen DS1 bis DS4, welche in dem Innenzylinder IZ angebracht sind, zur Durchtrittsöffnung D0. Dort bildet sich eine die hindurchlaufende einmal ummantelte Bündellader ABC allseitig umgebende Strömung aus, die an den Stirnseiten SF der Ringdüse RD1 austritt. Auf diese Weise ist die einmal ummantelte Bündellader ABC von einem mechanischen Kontakt mit der Ringdüse RD1 bewahrt und wird von dem Kühlmittel gleichzeitig getragen. Das hat den Vorteil, daß die einmal ummantelte Bündelader ABC nicht zu sehr mechanisch beansprucht wird, weil praktisch keine Reibung beim Längsdurchlauf eintritt. Außerdem wird die Kühlwirkung verbessert, womit auf relativ kurzem Raum und mit hoher Durchlaufgeschwindig­ keit eine ausreichende Erniedrigung der Temperatur der vom Extruder EX1 aufgebrachten Hülle herbeigeführt werden kann.

Diese Art der Führung des einmal ummantelten strangför­ migen Gutes in einem in axialer Richtung schnell strö­ menden Kühlmediums im Bereich der Ringdüsen bietet auch die Möglichkeit, eine horizontal arbeitende Aderlinie aufzubauen, und zwar auch dann, wenn die Lichtwellenleiter z. B. AF1 und AF2 nicht allzu steif sind. Auch ist nicht notwen­ dig, daß die vom Extruder EX1 aufgebrachte Hülle beson­ ders dick oder steif sein müßte. Ein unzulässig großer Durchhang ist nämlich dadurch vermieden, daß durch die Kühleinrichtung KE bereits unmittelbar hinter dem Aus­ gang des Extruders EX1 die dort aufgebrachte weiche Hülle sehr schnell ausreichend verfestigt wird und zudem Reibungskräfte infolge des Schwimmens auf dem Kühlmittel vermieden sind.

Es ist möglich, Durchlaufgeschwindigkeiten im Bereich zwischen 10 und 200 m pro Minute zu realisieren und dabei den Abstand zwischen den Extrudern EX1 und EX2 bis auf mehrere Meter, vorzugsweise zwischen 0,5 und 2 m, zu wählen.

Claims (7)

1. Einrichtung zur zweifachen Umhüllung einer Lichtwellen­ leiter-Bündelader (AB) in einer Lichtwellenleiter-Bündel­ aderlinie unter Verwendung von Vorratsspulen (VS11, VS12, VS21, VS22), von denen Lichtwellenleiter (AF1, AF2) ablau­ fen, die in einer nachfolgenden Einrichtung zusammengefaßt mit Füllmasse umgeben sind, sowie unter Verwendung eines ersten Extruders (EX1) zum Aufbringen einer ersten Hülle auf die mit Füllmasse versehene Bündelader (AB) sowie eines zweiten Extruders (EX2) zum Aufbringen einer zweiten Hülle auf die erste Hülle, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des ersten Extruders (EX1) eine von außen auf die einmal umhüllte Lichtwellenleiter-Bündelader (ABC) wirkende Flüssigkeits-Kühleinrichtung (KE) und am Ende der Kühleinrichtung (KE) und vor dem zweiten Extruder (EX2) eine Trockeneinrichtung für die Oberfläche der ersten Hülle vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung (Ke) mit Alkoholen oder einem Al­ kohol-Wasser-Gemisch arbeitet.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühleinrichtung mindestens eine Ringdüse (z. B. RD1) aufweist, die die einmal umhüllte Lichtwellenleiter- Bündelader (ABC) in einer zentralen Durchtrittsöffnung (DO) führt, deren Durchmesser größer ist als der Außen­ durchmesser der einmal umhüllten Bündelader (ABC).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringdüse (z. B. RD1) einen Innenzylinder (IZ) und einen Außenzylinder (AZ) aufweist, daß der Innenzylinder (IZ) mit radialen Düsenöffnungen (DS1, DS2, DS3, DS4) versehen ist, über welche das strömende Medium in die Durchtrittsöffnung (DO) gelangt und dort an der einmal umhüllten Lichtwellenleiter-Bündelader (ABC) in axialer Richtung entlangfließt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockeneinrichtung als Absaugeinrichtung (WA) ausgebildet ist.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlaufrichtung der mit Füllmasse versehenen Bündelader (AB) von Lichtwellenleitern (AF1, AF2) und die einmal umhüllte Lichtwellenleiter-Bündelader (ABC) horizon­ tal gewählt ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem ersten (EX1) und dem zwei­ ten (EX2) Extruder über 0,5 m, vorzugsweise zwischen 0,5 m und 2 m in gewählt ist.