DE3941192A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines optischen kabels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels, dessen Kernelement von einer rotierenden Ab­ lauftrommel abgezogen wird und das auf eine in gleicher Rich­ tung und mit gleicher Drehzahl rotierende Aufwickeltrommel auf­ gewickelt wird, wobei dazwischen in die wendelförmig verlaufen­ den Kammern eines auf das Kernelement aufgebrachten Trägerkör­ pers Lichtwellenleiter eingelegt werden, die von einer fest­ stehenden Ablaufeinrichtung abgezogen werden.

Aus der DE-OS 25 07 649 ist ein Herstellungsverfahren für ein optisches Kabel bekannt, bei dem eine feststehende Ablauftrommel und eine feststehende Aufwickeltrommel vorgesehen sind. Die Lichtwellenleiter werden von Spulen abgezogen, die in einem ro­ tierenden Verseilkorb untergebracht sind, wobei vor und hinter der Einlegestelle jeweils eine Verdrehungseinrichtung vorgesehen ist, welche mit gleicher Drehrichtung und gleicher Drehzahl um­ laufen. Um einen Verseilvorgang bewerkstelligen zu können, ro­ tiert der Verseilkorb mit einer höheren Drehzahl als die beiden Verdrehungseinrichtungen vor und hinter der Einlegestelle. Die vorübergehende Torsion des Kernelements wird somit nur in einem Teilbereich festgehalten und anschließend, d. h. nach der Ent­ spannung tritt ein gewisses Auffedern bzw. Aufseilen der opti­ schen Übertragungselemente auf, was zu einer Ausbildung einer Überlänge der Lichtwellenleiter gegenüber dem Kabelkern führt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß ein rotierender Ver­ seilkorb benötigt wird, was z. B. für einen kontinuierlichen Betrieb (Herstellung durchgehender großer Kabellängen) uner­ wünscht ist, weil eine Nachbestückung des Verseilkorbes mit neuen Vorratsspulen während des Betriebes nicht möglich ist.

Aus der DE-OS 32 00 152 ist es bekannt, den mit wendelförmig verlaufenden Kammern versehenen Trägerkörper eines optischen Kabels (Kammerkabel) während des Herstellungsprozeßes einer Torsion zu unterwerfen, wobei nach dem Einlegen der Lichtwellen­ leiter eine Rückfederung auftritt, wodurch eine Überlänge der Fasern bezüglich der spiralförmigen Kammern erhalten wird. Einzelheiten dahingehend, durch welche Maßnahmen diese Torsion und die anschließende Rückfederung bewerkstelligen werden, sind nicht angegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, bei dem in einfacher Weise die gewünschte Überlänge der Lichtwellenleiter bereitgestellt werden kann. Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß eine elastische Verdrehung des Träger­ körpers in der gleichen Drehrichtung wie die Ablauf- und Auf­ wickeltrommel vorgenommen wird, jedoch mit demgegenüber ver­ größerter Drehzahl und daß zur Erzielung einer Überlänge der Lichtwellenleiter eine elastische Rückfederung des Trägerkör­ pers vor dessen Aufwicklung auf die Aufwickeltrommel durchge­ führt wird.

Das Maß der Überlänge wird also allein dadurch festgelegt, daß die Drehgeschwindigkeit (Drehzahl) für das Verdrehen des Träger­ körpers im Zwischenbereich gegenüber den angewendeten Drehge­ schwindigkeiten in den Endbereichen (d. h. bei der Ablauf- und der Aufwickeltrommel) etwas größer gewählt wird. Dies ergibt einfache Steuervorgänge, sowie eine präzise und zuverlässige Arbeitsweise. Die Zusatztorsion wird besonders treffsicher und schonend herbeigeführt und der Aufwand hierfür kann gering ge­ halten werden.

Die Erfindung ist sowohl für die Herstellung von Kammerkabeln anwendbar, bei denen die Kammern fortlaufend im gleichen Sinn wendelförmig im Trägerkörper untergebracht sind, oder aber auch bei solchen optischen Kabeln, deren Kammern mit wechselnder Richtung um den Kern herum verlaufen.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß im Bereich zwischen der Ablauf- und der Aufwickeltrommel eine zusätzliche Verdrehungseinrichtung vorgesehen ist, welche an den Trägerkörper angreift und diesem die gewünschte Torsion auferlegt.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in Seitenansicht eine Fertigungseinrichtung zur Her­ stellung eines optischen Kabels nach der Erfindung und

Fig. 2 einen Querschnitt durch ein nach der Erfindung herge­ stelltes Kammerkabel.

In Fig. 1 ist eine Ablauftrommel mit AT bezeichnet, wobei diese entsprechend dem dargestellten Pfeil mit einer Drehzahl n1 quer zu ihrer Ablaufachse rotiert. Auf dieser Trommel AT ist das zugfeste Zentralelement CE (vgl. Querschnittsdarstel­ lung nach Fig. 2) für ein herzustellendes optisches Kammerka­ bel OC aufgetrommelt. Über eine ebenfalls mit n1 rotierende Ab­ zugseinheit TSO wird das zugfeste Kernelement CE (z. B in Form eines Stahldrahtes) einem ersten Extruder EXI zugeführt, durch den auf das Zentralelement CE ein aus thermoplastischem Ma­ terial bestehender Trägerkörper TK aufextrudiert wird, der eine Reihe von etwa rechteckigen Kammern CA1-CA5 aufweist. Diese rechteckigen Kammern dienen zur Aufnahme von Lichtwellenlei­ tern, die in Fig. 2 als Lichtwellenleiterbändchen dargestellt und mit LW11-LW15 bezeichnet sind. In jeder dieser Kammern CA1-CA5 ist ein entsprechender Stapel aus Lichtwellenleiter­ bändchen untergebracht (in Fig. 2 ist zur Vereinfachung nur der Stapel in der Kammer CA1 gezeichnet).

Der Trägerkörper TK mit den wendelförmig ihn umschlingenden Kammern CA1-CA5 wird in Fig. 1 einer Kühleinrichtung CL1 zuge­ führt, in welcher die Abkühlung und Erhärtung des thermoplasti­ schen Kunststoffmaterials des Trägerkörpers TK durchgeführt wird. Anschließend wird das verbleibende Wasser in einer Ein­ richtung WO abgeblasen und eine Durchmesserbestimmung mittels der Einrichtung DM1 durchgeführt.

In dem mit LE bezeichneten Bereich werden die Lichtwellenleiter bzw. Lichtwellenleiterbändchen in die Kammern CA1-CA5 des Trä­ gerkörpers TK eingelegt. Die Lichtwellenleiterbändchen werden von Spulen SP11-SP15 und SP21-SP25 abgezogen, wobei die zuge­ hörigen Ablaufgestelle PO1 und PO2 feststehend ausgebildet sind. In Wirklichkeit ist für jede der Kammern CA1-CA5 ein Ab­ laufgestell vorhanden. Um eine konstante Einlegeposition (Drall­ phase) für die Kammern des Trägerkörpers sicherzustellen, ist unmittelbar dahinter in Abzugsrichtung eine mit n1 rotierende Torsionssperre TS vorgesehen, die den Trägerkörper TK an dieser Stelle von der Wirkung der mit n2 rotierenden nachfolgenden Ab­ zugseinheit TE entkoppelt. Nach dem Einlegevorgang der Licht­ wellenleiter LW11-LW15 bzw. LW21-LW25 kann eine (hier nicht dar­ gestellte) Bandagierung vorgenommen werden (vgl. Wickelband WB in Fig. 2) und anschließend wird mittels eines Extruders EXO der Außenmantel OM des optischen Kabels OC aufgebracht. Nach einer weiteren Kühlvorrichtung CL2 für den Außenmantel OM durch­ läuft das nunmehr bereits fertige optische Kabel eine Verdreh­ einrichtung (Torsionseinrichtung) TE, vorzugsweise in Form eines um seine Längsachse rotierenden Raupenabzuges (Cater­ pillar). Diese Verdrehungseinrichtung TE rotiert mit einer Dreh­ zahl n2, und zwar in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung der Ablauftrommel AT und auch in der gleichen Richtung wie die nachfolgende Aufwickeltrommel OT, deren Drehzahl mit n3 be­ zeichnet ist.

Bezüglich der Drehzahlen gilt folgende Beziehung:

n2 < n1=n3

Würden nur die beiden Trommeln AT und OT mit der gleichgroßen und gleichgerichteten Drehzahl n1=n3 laufen, dann wäre der gesamte Bereich zwischen diesen Trommeln torsionsfrei. Da je­ doch die Drehzahl der Verdrehungseinrichtung TE größer ist, er­ gibt sich im Bereich hinter der Einlegestelle LE eine etwas größere Verdrehung des Trägerkörpers TK oder anders ausge­ drückt, eine etwas kürzere Umschlingungslänge der Kammern CA innerhalb des Trägerkörpers TK. In diesem Zustand werden die Längen der Lichtwellenleiter LW11-LW15 und LW21-LW25 an die Länge der helixförmigen Kammern des TK gekoppelt, wobei die "Entspannung", d. h. das Zurückfedern in die torsionsfreie Lage am Ausgang der Verdrehungseinrichtung TE dazu führt, daß die zusätzliche Verdrehung oder Torsion aufgehoben wird, was mit einem Rückfedern des Trägerkörpers TK einhergeht. Durch dieses Rückfedern werden die Umschlingungslängen der Kammern CA wieder größer, was zur Folge hat, daß die in ihnen bereits eingelegten Lichtwellenleiter eine entsprechende Überlänge aufweisen. Das Maß der Überlänge wird dadurch festgelegt, um wieviel die Dreh­ zahl n2 größer gewählt wird als die Drehzahl n1=n3. Im allge­ meinen ist für herkömliche Werte von Kammer-Schlaglängen und Überlängen eine Drehzahl n2=1,1 n1 bis 1,5 n1 zweckmäßig, was dann Überlängen zwischen 0,25% und 1,5% ergibt. Die Ein­ stellung der Überlänge ist somit besonders fein dosierbar. Sollten die Überlängen-Werte nicht ausreichen, dann kann zu­ sätzlich eine Längs-Vorspannung des zugfesten Zentralelements CE, z. B. durch die als Bremse dienende Torsionssperre TSO oder TS und die auch als Abzug wirkende Verdrehungseinrichtung TE be­ wirkt werden, wobei letztere schneller abzieht als erstere und dadurch eine Zugspannung ausübt und somit eine Längung des Zen­ tralelementes CE bewirkt. Am Ausgang der Verdreheinrichtung hört dieser Längszug (und damit die elastische Dehnung) auf und das optische Kabel OC schrumpft etwas in seiner Länge, was eine zusätzliche Überlänge der Lichtwellenleiter ergibt. Die Steuerung der Drehzahlen n1, n2 und n3 erfolgt durch eine zentrale Steuer­ einrichtung CTR, wobei jeweils von Kabeltyp zu Kabeltyp in ein­ facher Weise neue, entsprechend der jeweiligen Überlänge, aus­ zuwählende Drehzahlen festgelegt werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dann anwendbar, wenn die Kammern CA1-CA5 im Trägerkörper TK mit wechselnder Um­ schlingungsrichtung verlaufen. Dies setzt bei der Ablauftrommel AT, bei der Verdrehungseinrichtung TE und bei der Aufwickel­ trommel OT eine synchron wechselnde Drehrichtung voraus. Dabei bleibt die Drehzahl n2 ebenfalls wertmäßig größer als die Dreh­ zahlen n1 und n3.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung eines optischen Kabels (OC), dessen Kernelement (CE) von einer rotierenden Ablauftrommel (AT) abge­ zogen wird und das auf eine in gleicher Richtung und mit glei­ cher Drehzahl (n1=n3) rotierende Aufwickeltrommel (OT) auf­ gewickelt wird, wobei dazwischen in die wendelförmig verlaufen­ den Kammern eines auf das Kernelement (CE) aufgebrachten Träger­ körpers (TK) Lichtwellenleiter (LW11-LW15) eingelegt werden, die von einer feststehenden Ablaufeinrichtung (PO1) abgezogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastische Verdrehung des Trägerkörpers (TK) in der glei­ chen Drehrichtung wie die Ablauf- und Aufwickeltrommel vorge­ nommen wird, jedoch mit einer demgegenüber vergrößerter Dreh­ zahl (n2 < n1=n3) wird und daß zur Erzielung einer Überlänge der Lichtwellenleiter (LW11-LW15) eine elastische Rückfederung des Trägerkörpers (TK) vor dessen Aufwicklung auf die Auf­ wickeltrommel (OT) durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vergrößerte Drehzahl (n2) zwischen dem 1,1- und 1,5-fachen der anderen Drehzahlen (n1, n3) gewählt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verdrehung des Trägerkörpers (TK) nach dem Einlegen der Licht­ wellenleiter (LW11-LW15) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Kern­ element ein Längs-Zug ausgeübt wird, der nach dem Einlegen der Lichtwellenleiter (LW11-LW15) aufgehoben wird und eine Längs- Schrumpfung des optischen Kabels (OC) bewirkt.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen der Ab­ lauf- und der Aufwickeltrommel eine zusätzliche Verdrehungsein­ richtung (TE) vorgesehen ist, welche an den Trägerkörper (TK) angreift und diesem die gewünschte Torsion auferlegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Einlegestelle (LE) der Lichtwellenleiter und der Verdrehungseinrichtung (TE) eine Torsionssperre (TS) vorgesehen ist.