DE4303116A1 - Verfahren zur Herstellung von Adern mit optischen Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Adern mit optischen Fasern, insbesondere Volladern mit einer optischen Glasfaser.

Zur Herstellung von Lichtwellenleitern (LWL)-Adern sind aus der Patentliteratur schon eine Vielzahl von Lösungen bekannt geworden. In der DE-OS 25 28 991 wird die Herstel­ lung einer LWL-Ader aus PP oder PE beschrieben, deren Innendurchmesser größer als die Summe der Durchmesser aller eingefahrener LWL ist, wobei dieses Verhältnis < 3 ist. Die DE-OS 26 11 508 beschreibt die Herstellung einer optischen Ader. Als Isolierhülle wird hier ein Polypropy­ len mit einem relativ hohen E-Modul in Längsrichtung sowie relativ niedrigen E-Modul in Querrichtung lose über den Lichtwellenleiter extrudiert. Anschließend wird die Ader erwärmt und auf die konkreten Abmessungen gezogen.

In der DE-OS 34 00 605 wird eine LWL-Ader beschrieben, bei der auf den LWL eine Primärbeschichtung, eine Gleit­ schicht und eine Isolierhülle aufgebracht ist. Dabei besitzt die Isolierhülle einen Elastizitätsmodel < 2000 N/mm² und einen linearen thermischen Ausdehnungskoeffi­ zienten von < 0,8×10⁴/k, die Polsterschicht ist UV- vernetzend und die Gleitschicht besteht aus einem ver­ netzbaren oder thixotropen Material mit einem Elastizi­ tätsmodul von < 0,01 N/mm².

Die DE-OS 31 11 963 beschreibt einen senkrechten Extru­ sionsverlauf für die Herstellung von LWL-Adern mit einer oder mehreren in ihren Eigenschaften unterschiedlichen und fest aufeinander sitzenden Hüllen, in denen ein oder mehrere LWL eingefahren werden. Die durch die Abkühlung der Hüllen erzeugte Schrumpfung legt die Überlänge der LWL zur Isolierhülle fest. Dabei beträgt die Bremskraft der LWL 0,2-2 N und die Kühltemperatur der Ader liegt 5-30°C über Raumtemperatur. Eine Füllmasse wird in den Plasteschlauch mit eingebracht.

In der DD PS 270384 wird ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Herstellung einer Leitung mit LWL beschrieben, bei denen die LWL-Adern und die Zugentlastungselemente mit einer definierten Zugspannung in den Extruderkopf einlaufen, wobei der Abstand von der Spitze zur Matrize im Extruderkopf 1-4 mm beträgt und die Matrize eine Bügellänge 1,5 mm und einen Fließwinkel von 8° und die Spitze einen Fließwinkel von 5° aufweist. Allen bekannten Verfahren haftet der Nachteil an, daß der technische Aufwand relativ hoch ist und die so herge­ stellten Adern bei Temperaturänderungen auch Dämpfungsän­ derungen unterlegen sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Absetzbarkeit der Aderhülle von der Faser bei der Montage nur unter Schwierigkeiten vorgenommen werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Nachteile weitestgehend zu vermeiden und ein Verfahren zu entwickeln, mit dem insbesondere LWL-Volladern mit einfa­ chen technologischen Mitteln und geringem technologischen Aufwand hergestellt werden können, die eine hohe Lebens­ dauer und Zuverlässigkeit und ein gleichmäßiges gutes Dämpfungsverhalten in einem breiten Temperaturbereich aufweisen, die eine hohe mechanische Festigkeit und eine hohe Konstanz der Adergeometrie sowie eine leichte Ab­ setzbarkeit der Aderhülle besitzen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Fasern mit einer definierten Zugspannung von 150 p in den Extruderkopf einlaufen, die Einfahrtemperatur der aus vorgetrocknetem Plastwerkstoff, vorzugsweise aus vorge­ trocknetem PBTP bestehenden Aderumhüllung in den Extruder 110°C bis 125°C und die Verarbeitungstemperatur im Extru­ der 260°C bis 275°C beträgt, die Extrusion der Aderumhül­ lung bei einem Verstreckungsgrad von 8-11 erfolgt, der Extruder eine relativ geringe Schneckendrehzahl aufweist und die Abkühlungstemperatur des Extrudats bei 14°C bis 25°C liegt, das Aderfüllmaterial aus einer leicht verformbaren, nicht auf Silikonbasis bestehenden Füllmas­ se über einen Injektor in die Aderumhüllung eingebracht und bei einer Temperatur von 30°C bis 80°C und bei einer sehr niedrigen Förderdrehzahl verarbeitet wird. Nach einem anderen Merkmal beträgt die Stellung der Extruder­ spitze zur Injektorauslaufnadel -2 mm bis +2 mm, das Verhältnis der Flächen des Innendurchmessers der Injektornadeln, Ein- und Auslauf für das Füllmaterial, bezogen auf den Faserquerschnitt 1/2 bis 1 und das Gleichgewichtsverhältnis 0,9 bis 1,0.

Mit der Erfindung ist es möglich, hochwertige Volladern herzustellen, die den hohen Anforderungen der DBP gerecht werden und die sich besonders durch ein gleichmäßig gutes Dämpfungsverhalten bei extremen Temperaturunterschieden und eine gute leichte Absetzbarkeit der Aderhülle von der Faser auszeichnen.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel an der Herstellung von Adern mit optischen Fasern, insbesondere Volladern mit Glasfasern näher beschrieben werden. Optische Glasfasern werdend von Vorratspulen mit einer definierten Zugkraft 150 p abzogen und in den Extruder­ kopf eingefahren. Als Plastwerkstoff für die Aderumhül­ lung wird PBTP verwendet, das bei einer Temperatur von 110°C bis 125°C vorgetrocknet und mit dieser Temperatur in den Extruder eingefahren wird. Bei einer relativ niedrigen Schneckendrehzahl liegt die Verarbeitungstempe­ ratur im Extruder bei 260°C bis 275°C. Die Abkühlung des Extrudats liegt vorzugsweise bei 14°C bis 25°C. Das Ader­ füllmaterial bzw. die Gleitschicht besteht aus einer leicht verformbaren Füllmasse, nicht auf Silikonbasis, beispielsweise der Klimaklasse 25/070/56. Das thixotrope Gel wird bei einer Temperatur von 30°C bis 80°C und einer sehr niedrigen Förderdrehzahl der Pumpe von nahezu Null verarbeitet und in die Aderumhüllung mit Hilfe eines Injektors eingebracht. Die Aderumhüllung wird mit einem Verstreckungsgrad von 8-11 aufextrudiert. Die Stellung Extruderspitze zur Injektorauslaufnadel beträgt -2 mm bis +2 mm, das Verhältnis der Flächen des Innendurchmessers der Injektornadeln, Ein- und Auslauf, für das Füllgel bezogen auf den Faserquerschnitt beträgt 1/2 bis 1 und das Gleichgewichtsverhältnis beträgt 0,9 bis 1,0. Die umhüllten Ader wird mit einer Kraft von < 500 p aufgewic­ kelt.

Die Praxis bat gezeigt, daß qualitativ hochwertige Volladern nach den erfindungsmäßigen Merkmalen mit hohen Abzugsgeschwindigkeiten hergestellt werden können. Die nach dem erfindungsmäßigen Verfahren hergestellten Adern weisen eine hohe Konstanz in der Adergeometrie auf. So können z. B. Adern mit einer Genauigkeit des Außendurch­ messers von 0,90 bis 0,94 mm und des Innendurchmessers von 0,44 bis 0,46 mm hergestellt werden. Die so herge­ stellten Adern zeigen überraschenderweise keine Dämp­ fungsänderung im Temperaturbereich von -20°C bis +60°C und weisen eine E-Modul von 1500 MPa und eine Reißdeh­ nung von < 200% auf.

Ein weiterer Vorteil der hergestellten Adern besteht darin, daß sich die Aderhülle, beispielsweise bei Monta­ gezwecken, leicht abisolieren läßt. Die Aderhülle läßt sich von der Faser, beispielsweise in Stücken 300 mm, mit einer Absetzkraft von 5 N ablösen. Die nach der Erfindung hergestellten Volladern erfüllen somit in hervorragender Weise die beispielsweise von der DBP gesteckten hohen Anforderungen, wie die Adergeometrie, Außendurchmesser 0,9 mm und Innendurchmesser 0,4 bis 0,5 mm, Biegeradius mindestens 30 mm, maximale Zugbelastung 10 N. Die Forderung nach der erwähnten Absetzkraft wird ebenfalls erfüllt.

Eine Vollader mit beispielsweise einem Durchmesser von 0,9 mm wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren folgen­ dermaßen hergestellt. Die Glasfaser wird mit einer Kraft von ca. 100 p abgezogen und mit einem Plastwerkstoff, beispielsweise mit PBTP Vetodur B 3000, ummantelt. Die Vortrocknung des Plastwerkstoffes erfolgt bei 110°C in einer Zeit von ca. 3 Std. und bei einem Unterdruck. Die Einfahrtemperatur in den Extruder liegt bei ca. 110°C und die Verarbeitungstemperatur bei ca. 263°C. Die Füllmasse ist ein thixotropes Gel. Die Injektionstemperatur liegt bei ca. 50°C und die Abkühltemperatur des Extrudats bei ca. 15°C. Die Extrusion erfolgt bei einem Verstreckungs­ grad von 10. Das Flächenverhältnis der Innendurchmesser der Injektornadeln des Injektors, also der Ein- und Auslauf, bezogen auf den Faserquerschnitt beträgt 1 : 1. Die Stellung der Extrudierspitze zur Injektorauslaufnadel beträgt +1,6 mm und das Gleichgewichtsverhältnis liegt bei 0,95. Die umhüllte Faser wird mit einer Kraft von 400 p aufgewickelt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Herstellung von Adern mit optischen Fasern, insbesondere Volladern mit einer optischen Glasfaser, bei dem die Glasfaser in einer mit einem Gel gefüllten, aus Plast bestehenden Aderhülle eingefahren wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Fasern mit einer definierten Zugspannung von 150 p in den Extruderkopf einlaufen, die Einfahrtemperatur der aus vorgetrockne­ tem Plastwerkstoff, vorzugsweise aus vorgetrocknetem PBTP bestehenden Aderumhüllung in den Extruder 110°C bis 125°C und die Verarbeitungstemperatur im Extruder 260°C bis 275°C beträgt, die Extrusion der Aderumhül­ lung bei einem Verstreckungsgrad von 8-11 erfolgt, der Extruder eine relativ geringe Schneckendrehzahl auf­ weist und die Abkühlungstemperatur des Extrudats bei 14°C bis 25°C liegt, das Aderfüllmaterial aus einer leicht verformbaren, nicht auf Silikonbasis bestehenden Füllmasse über einen Injektor in die Aderumhüllung eingebracht und bei einer Temperatur von 30°C-80°C und bei einer sehr niedrigen Förderdrehzahl verarbei­ tet wird.

2. Verfahren und Herstellung von Adern mit optischen Fasern nach Patentanspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Stellung der Extruderspitze zur Injektoraus­ laufnadel -2 mm bis +2 mm beträgt, das Verhältnis der Flächen des Innendurchmessers der Injektornadeln, Ein- und Auslauf für das Füllmaterial, bezogen auf den Faserquerschnitt 1/2 bis 1 und das Gleichgewichtsver­ hältnis 0,9 bis 1,0 beträgt.