DE3822566C2

DE3822566C2 -

Info

Publication number: DE3822566C2
Application number: DE3822566A
Authority: DE
Inventors: Michael 5628 Heiligenhaus De Hoffart
Original assignee: AEG Kabel AG
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1990-12-13
Also published as: DE3822566A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer optischen Ader nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei einem nach der DE OS 35 45 662 bekannten derartigen Verfahren wird die Überlänge der optischen Adern bezüglich der Aderhülle dadurch eingestellt, daß bei der Fertigung eine bestimmte Schrumpfung des Mantels nach der Extrusion stattfindet. Bekanntlich versteht man unter der Überlänge die Längendifferenz zwischen Faser und Mantel. Um bei nachfolgenden Fertigungsschritten, wie Auftrommeln oder Verseilen von mehreren Adern zu einem Bündelkabel, Aderbrüche zu vermeiden, werden in die Schlauchhülle zwei Zugentlastungselemente eingebracht.

Bei der EP 01 17 594 A2 wird ebenfalls eine optische Faser von einer losen Hülle aus Kunststoff umspritzt. Die Ader wird gekühlt und aufgewickelt, wobei eine vorgewählte Anfangsposition der optischen Faser(n) relativ zur Hülle eingestellt wird. Anschließend wird die optische Ader aufgeheizt und getempert, wobei als Folge des Schrumpfvorganges der Hülle eine Überlänge der Wellenleiterfaser in der Hülle erreicht wird.

Eine definierte Bestimmung der Überlänge ist auf diese Weise nicht möglich, da die Überlänge stark von der Schrumpfung des Mantels bestimmt wird, welche von verschiedenen Parametern der Extrusion und der Abkühlung danach abhängt. Da sich diese Parameter nicht in geeigneter Weise genügend konstant halten lassen, ist auch eine konstante Überlänge der optischen Ader im Mantel nicht zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer optischen Ader anzugeben, um die Überlänge der Faser in der Ader innerhalb sehr enger Toleranzgrenzen einstellbar zu machen. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Weiterverarbeitung, die u. a. die Verlegung, das Auftrommeln, das Verseilen zu einem Verseilgebilde, also grundsätzlich die Her stellung eines Kabels beinhaltet, stellt an die exakte Vorgabe einer genügend großen Überlänge hohe Anforderungen. Die Überlänge, die sich aufgrund des Verfahrens nach der Erfindung und der Weiterver arbeitung einstellt, wird kontrolliert. Sollte sich eine Abweichung vom vorgewählten Wert der Überlänge ergeben, so wird eine neue Stellgröße für den Regelvorgang der Überlänge gewählt. Auf diese Weise ist es möglich, ein Kabel zu schaffen, in dem die optischen Fasern in den Adern eine exakt definierte Überlänge aufweisen. Damit wird gewährleistet, daß die Dämpfung der zu übertragenden optischen Signale bei Zug- und Temperaturbeanspruchung keine unerwünschte Erhöhung erfährt.

Die Erfindung beruht darauf, daß durch eine exakte Messung der Geschwindigkeit sowohl der optischen Faser an einer ersten Stelle als auch des Mantels nach der Extrusion an einer zweiten Stelle, vor der sich bereits die Alterungsvorgänge des Mantels abgespielt haben, unter bestimmten Voraussetzungen eine exakte Bestimmung der Über länge der optischen Faser am zweiten Meßort vornehmen läßt. Für die Geschwindigkeit der optischen Faser am Ort der zweiten Messung ist die Geschwindigkeit v _F zu dem Zeitpunkt maßgebend, als dieses Faser stück die erste Meßstelle passierte. Die Meßwerte von v _F werden über einen Online-Rechner gespeichert, der die berechneten Überlängen mit dem dafür vorgesehenen Sollwert vergleicht und daraus eine Stell größe ableitet. Mit Hilfe der Stellgröße können verschiedene Fer tigungsparameter beeinflußt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 den Verlauf der Überlänge während der Aderherstellung und

Fig. 2 eine Prinzipskizze sowie ein Blockschaltbild der Vorrichtung.

Die Fig. 1 stellt die Änderung der Überlänge Δ l relativ zur Länge des betrachteten Ab schnitts l der optischen Ader als Funktion des Ortes x dar.

Die Ader durchläuft nach dem Extrudieren ein Abkühlbecken 14, um danach über eine Zwischentrommel 6 geführt zu werden. Durch Ader schrumpfung nach dem Extrudieren wächst zunächst die Überlänge im Bereich 7 hinter dem in Fig. 2 dargestellten Extruder 5 an, um dann auf der Zwischentrommel einen konstanten Wert von z. B. 2% an zunehmen (Bereich 8). Durch den Aufwickelvorgang auf die Trommel 4 mit konstanter Kraft sinkt die Überlänge im Bereich 9 beispielsweise um 0,5% ab. Die Aufwickeltrommel wird zwischengelagert und dient für die Verseilung als Abwickeltrommel für eine Ader (Bereich 10). Bei der Verseilung sinkt durch Zugspannungen, welche auf die Adern einwirken, die Überlänge im Bereich 11 auf beispielsweise 0,5% ab. In den Bereichen 8 und 10 ändert sich die hier dargestellte relative Überlänge wenig.

In Fig. 2 ist weiter dargestellt, wie die optische Faser zunächst von der Abwickeltrommel 3 abgezogen, am Punkt A ihre Geschwindigkeit gemessen und in den Extruder eingeführt wird. Im Extruder 5 wird ein Mantel um die Faser herum extrudiert und damit die Ader 2 herge stellt. Die Faser liegt in der Ader an und ist von einer viskosen Masse umgeben. Dadurch wird zumindestens in der Trommel 6 eine Kraft vom Mantel auf die optische Faser übertragen, die ausreicht, um die optische Faser von der Abwickeltrommel 3 abzuziehen. Dieser Vorgang wird gegebenenfalls durch eine Servoeinrichtung unterstützt, die auch dazu benutzt werden kann, die Vorspannung der Faser zu erhöhen, mit der sie in den Mantelextruder einläuft.

In Fig. 2 ist weiter ein Blockschaltbild dargestellt, welches die wichtigsten Bauelemente zur Regelung der Überlänge der Faser be züglich des Mantels zeigt. Der Detektor D 1 liefert am Meßpunkt A ein der Geschwindigkeit der Faser entsprechendes Signal V _F. Ebenso liefert der Detektor D 2 am Meßpunkt B ein entsprechendes Signal v _M für die Geschwindigkeit des Mantels. Das Signal v _F wird im Integra tor I zur Bestimmung der Zeitdifferenz Δ t der beiden Geschwindig keitswerte v _F (t-Δ t) und v _M (t) benutzt. Vorzugsweise wird nämlich v _F und v _M nicht zur gleichen Zeit zur Differenzbildung im Summierer S herangezogen. Es wird vielmehr der Zeitunterschied berücksichtigt, der dadurch entsteht, daß das Faserstück, an dem die Geschwindigkeit v _F bestimmt wurde, in der Zeit Zeit Δ t eine Strecke x ₀ durchlaufen muß, bis es an der Meßstelle B angekommen ist. Δ t ergibt sich aus der Beziehung:

Der Wert von v _F (t) wird im Speicher Sp abgelegt und nach der Zeit Δ t auf den positiven Eingang des Summierers S gelegt. Zur gleichen Zeit liegt am negativen Eingang des Summierers S das Signal v _M an, so daß die Differenz v _F (t-Δ t)-v _M gebildet wird. Dieses Differenz signal dient als Stellgröße für die Fertigungsparameter.

Beispielsweise kann die Abziehkraft der optischen Faser 1 konstant sein und die Extruderparameter des Mantels als Stellgröße dienen. Damit wird die Überlänge der Faser in der Ader auf einen vorher festgelegten Wert eingestellt. Wenn beispielsweise die Temperatur des Abkühlbeckens 14, welches auf den Extruder folgt, erniedrigt wird, findet eine größere Schrumpfung des Mantels statt. Dadurch wird die Überlänge vergrößert (siehe Fig. 1, Bereich 7).

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird durch eine definierte Alterung des Mantels, die ein nochmaliges Aufheizen und Abkühlen des Adermantels beinhaltet, eine weitere gesteuerte Änderung der Überlänge erreicht.

Eine weitere wichtige Möglichkeit die Überlänge zu regeln, besteht darin, einen Ausgang des Rechners mit dem Motor für die Abzugs trommel 6 zu verbinden. Mit dieser Abzugskraft wird der Mantel mit definierter Vorspannung aus dem Extruder gezogen. Beim darauf folgenden Aufwickelvorgang auf die Spule 4 wird die Überlänge wie beschrieben weiter vermindert. Infolgedessen kann über den Motor M 2 die Überlänge auch über die Aufwickeltrommel 4 geregelt werden.

Zur Geschwindigkeitsmessung sind verschiedene Verfahren bekannt. Zum einen kann man den Dopplereffekt benutzen, zum anderen zwei räumlich benachbarte Meßstellen mit konstantem Abstand zu einer Laufzeit messung heranziehen. Jeweils entsprechende Stellen des sich vorbei bewegenden Meßobjektes werden abgetastet. Dazu wird beispielsweise Streulicht verwendet, welches an jeder der Meßstellen im zeitlichen Verlauf gemessen und gespeichert wird. Mit Hilfe der Kreuzkorrelations funktion wird die Laufzeit des Meßobjektes zwischen beiden Meß stellen bestimmt und aus deren Abstand die Geschwindigkeit ermit telt. In Fig. 2 werden die beiden gerade erwähnten Detektoren mit Speicher und Auswerteanordnung symbolhaft durch jeweils einen Detektor D 1 oder D 2 dargestellt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer optischen Ader, die mindestens eine optische Faser in einer extrudierten Aderhülle aufweisen, wobei die Geschwindigkeit der optischen Faser und die Geschwindigkeit der Hülle gemessen werden und aus den beiden Geschwindigkeiten ein Differenzsignal und aus dem Differenzsignal ein Signal zur Steuerung von Fertigungsparametern erzeugt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Die Geschwindigkeit der optischen Faser (1) wird vor dem Extruder (5) berührungsfrei gemessen, sowie
- ein entsprechendes Signal einem Rechner (R) zugeführt,
- die Aderhülle wird um die optische Faser extrudiert und
- die optische Ader gekühlt,
- die optische Ader wird auf eine Abzugstrommel (6) gewickelt, die gleichzeitig den Abzug der optischen Faser von der Spule (3) bewirkt, wobei
- die Drehgeschwindigkeit der Abzugstrommel (6) vom Rechner (R) über einen Motor (M 3) gesteuert wird,
- die Ader wird innerhalb einer Strecke zwischen der Abzugstrommel (6) und einer Aufwickeltrommel (4) gereckt, wobei auch die Geschwindigkeit der Aufwickeltrommel (4) durch den Rechner (R) über einen entsprechenden Motor (M2) gesteuert wird,
- die Geschwindigkeit des Mantels wird an einer Stelle berührungsfrei gemessen, an der dessen Länge sich allenfalls noch unwesentlich ändert, d. h. am Umfang der aufgespulten Ader.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abziehkraft der optischen Faser (1) konstant ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdifferenz einer bestimmten Stelle auf der Faser beim Durchlaufen der Strecke zwischen den beiden Meßpunkten A und B der Detektoren (D1, D2) mittels eines Integrators bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit durch eine Laseranordnung mittels der Dopplerverschiebung des am Meßobjekt gestreuten Lichtes gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit mittels einer Zeitmessung zufolge einer Kreuzkorrelation über zwei an benachbarten Orten gemessenen Signalen bestimmt wird.