DE4316872A1

DE4316872A1 - Optical cable having at least one optical waveguide ribbon, and method of its production

Info

Publication number: DE4316872A1
Application number: DE4316872A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Pfandl; Zhan Dipl Ing Gao; Waldemar Dr Stoecklein; Reiner Dipl Ing Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Corning Research and Development Corp
Priority date: 1993-05-19
Filing date: 1993-05-19
Publication date: 1994-11-24
Also published as: ITMI940988A0; IT1269786B; FR2705466A1; JPH06331867A; FR2705466B1; ITMI940988A1

Abstract

The optical cable has at least one optical waveguide ribbon (LB1) which contains a plurality of optical waveguides (LW1-LW12) enclosed by a common covering (UH). Mechanical prestressing (PP1-PP12) is applied to at least some of the optical waveguides in the common covering (UH), the direction of which prestressing is selected such that it is directed in the direction opposite to the stress (SP1-SP12) which is caused by the guidance along a path which results in a torsion. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Kabel mit mindestens einem Lichtwellenleiterbändchen, das mehrere von einer gemeinsamen Umhüllung umschlossene Lichtwellenleiter enthalt und das in einer eine Torsion ergebenden Bahn im Kabel ange ordnet ist.The invention relates to an optical cable with at least an optical fiber ribbon that is several of one common cladding contains enclosed optical fibers and this is indicated in a path in the cable resulting in a torsion is arranged.

Aus der GB 21 22 767-A ist ein optisches Kabel bekannt, bei dem ein Stapel aus Lichtwellenleiterbändchen vorgesehen ist. Jedes dieser Lichtwellenleiterbändchen enthält in einer Reihe nebeneinanderliegend eine vorgegebene Anzahl von z. B. 4 Lichtwellenleitern. Wird ein derartiger Stapel von Lichtwel lenleiterbändchen z. B. im Rahmen eines Verseilvorganges zur Herstellung eines optischen Kabels in einer gekrümmten Bahn geführt, dann treten, je nach Art der Führung dieser Bahn und je nach der Zahl der Lichtwellenleiter innerhalb eines Bänd chens unterschiedlich große mechanische Beanspruchungen auf. Um diesen Beanspruchungen zumindest teilweise zu begegnen, ist bei der bekannten Anordnung vorgesehen, daß die Lichtwel lenleiter im Inneren des Lichtwellenleiterbändchens in einer hohlen Kammer mit einer entsprechenden Überlänge geführt wer den, während außen am Bändchen zugfeste Elemente in die ge meinsame Umhüllung mit einextrudiert werden. Da die zugfesten Elemente zusätzlich in das Lichtwellenleiterbändchen einge bracht werden müssen, werden die Bändchen insgesamt breiter und auch der Herstellungsprozeß entsprechend umständlicher.An optical cable is known from GB 21 22 767-A, at which is provided a stack of fiber optic ribbon. Each of these optical fiber ribbon contains in a row a predetermined number of z. B. 4 Optical fibers. If such a stack of Lichtwel lenleiterbäbchen z. B. as part of a stranding process Production of an optical cable in a curved path guided, then kick, depending on the type of guidance of this track and depending on the number of optical fibers within a band different mechanical stresses. In order to meet these stresses at least partially, is provided in the known arrangement that the Lichtwel lenleiter inside the optical fiber ribbon in one hollow chamber with a corresponding excess length the, while tensile elements on the outside of the ribbon in the ge common wrapping with be extruded. Because the tensile Elements additionally inserted into the optical fiber ribbon need to be brought, the ribbons become wider overall and the manufacturing process is correspondingly more cumbersome.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie die mechanische Beanspruchung von Licht wellenleitern innerhalb eines Lichtwellenleiterbändchens ver ringert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem optischen Kabel der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zumin dest ein Teil der Lichtwellenleiter in der gemeinsamen Umhül lung mit einer mechanischen Vorspannung beaufschlagt ist, de ren Richtung derart gewählt ist, daß sie der Richtung der durch die Führung in der Bahn verursachten Beanspruchung ent gegengesetzt gerichtet ist.The present invention has for its object a Way to show how the mechanical stress of light ver waveguides within an optical fiber ribbon can be reduced. This task is done with an optical Cable of the type mentioned solved in that at least least part of the optical fibers in the common envelope mechanical preload is applied, de ren direction is chosen so that it the direction of stress caused by the guidance in the train is directed in the opposite direction.

Bei der Erfindung wird somit bereits bei der Herstellung der Lichtwellenleiterbändchen den einzelnen Lichtwellenleitern eine mechanische Vorbeanspruchung mitgegeben. Dies läßt sich relativ einfach bewerkstelligen, weil lediglich bei der Auf bringung der Umhüllung die einzelnen Lichtwellenleiter mit der gewünschten mechanischen Vorbeanspruchung zu beaufschla gen sind. Bei der Weiterverarbeitung dieser Lichtwellenlei terbändchen, z. B. im Rahmen eines Verseilvorganges, treten ebenfalls Kräfte auf. Diese sind gemäß der Lehre der Erfin dung so gerichtet, daß sie den Vorbeanspruchungen der Licht wellenleiter entgegen wirken, d. h. es kommt zu einer zumin dest teilweisen Kompensation der mechanischen Beanspruchung der einzelnen Lichtwellenleiter. In der fertigen Struktur, also im fertigen Kabel liegen bzw. verlaufen die Lichtwellen leiter weitgehend ohne oder nur mit geringen mechanischen Be anspruchungen. Dämpfungserhöhungen infolge dieser mechani schen Beanspruchungen sind demnach weniger zu befürchten als wenn z. B. nicht entsprechend vorbehandelte Lichtwellenleiter bändchen in eine Kabelseele eingeseilt oder in sonstiger Weise verarbeitet werden.In the invention, the Optical fiber ribbon the individual optical fibers given a mechanical pre-stress. This can be done accomplish relatively easy, because only in the up bring the cladding with the individual optical fibers the desired mechanical pre-stress gen. In the further processing of this optical fiber ribbon, e.g. B. occur as part of a stranding process also powers up. These are according to the teaching of the Erfin so that it can withstand the prior demands of light counteracting waveguides, d. H. it comes to an at at least partial compensation of mechanical stress of the individual optical fibers. In the finished structure, The light waves lie or run in the finished cable conductor largely without or only with little mechanical loading claims. Damping increases due to this mechani stresses are therefore less to be feared than if e.g. B. not appropriately pretreated optical fibers ropes tied into a cable core or in another Processed way.

Ein weiterer Vorteil, der sich bei dem Einsatz derartiger mit einer Vorbeanspruchung beaufschlagter Lichtwellenleiter in nerhalb eines Bändchens ergibt, besteht darin, daß im ferti gen Kabel das Bändchen in seiner Gesamtheit weit weniger me chanische Vorspannungen aufweist, weil es zu einer zumindest teilweisen inneren Kräfte-Kompensation im Rahmen des gekrümm ten Bahnverlaufs kommt. Während Bändchen, deren Lichtwellen leiter ohne Vorbeanspruchung mit einer gemeinsamen Umhüllung umgeben sind, infolge der Führung in der gekrümmten, eine Torsion ergebenden Bahn eine erhebliche elastische Spannung aufweisen und deshalb leicht zum Umkippen oder Hochkantstel len neigen, sind die gemäß der Erfindung aufgebauten Licht wellenleiterbändchen in ihrer Gesamtheit geringeren mechani schen Kräften unterworfen und neigen deshalb weniger zum Hochkantstellen oder Umkippen. Ein derartiges Hochkantstellen oder Umkippen hat aber, insbesondere wenn das Bändchen an Seitenwänden oder sonstigen festen Teilen anstößt meist Dämp fungserhöhungen zur Folge, weil es in diesen Bereichen beson ders leicht zu Mikrobiegungen kommt. Außerdem ist bekannt, daß Dauerbeanspruchungen die Lebensdauer der Fasern redu ziert.Another advantage that comes with using such a pre-stressed optical fiber in results within a ribbon is that in ferti the cable in its entirety far less chanic biases because it has at least one partial internal forces compensation under the curved th path. During ribbons, their light waves ladder without pre-stress with a common sheath are surrounded, due to the guidance in the curved one Torsion resulting web has a significant elastic tension have and therefore easy to tip over or upright len tend are the light constructed according to the invention waveguide tapes in their entirety lower mechani subject to forces and therefore tend less to Edges or tipping over. Such an upright position or tipping over, especially if the ribbon is on Side walls or other solid parts usually bumps dampers increases, because there are particular problems in these areas which easily leads to micro-bends. It is also known that permanent stresses reduce the lifespan of the fibers graces.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren, zur Herstel lung eines Lichtwellenleiterbändchens, bei dem mehrere Licht wellenleiter von einer gemeinsamen Umhüllung umschlossen wer den und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß zumindest ein Teil der Lichtwellenleiter beim Aufbiegen der gemeinsamen Um hüllung mit einer mechanischen Vorbeanspruchung beaufschlagt werden, daß die Umhüllung derart festsitzend auf den Licht wellenleitern aufgebracht wird, daß die mechanische Vorbean spruchung zumindest zum Teil aufrechterhalten bleibt und daß die Richtung der Vorbeanspruchung derart gewählt ist, daß sie der Richtung der bei einer Weiterverarbeitung des Lichtwel lenleiterbändchens auftretenden Beanspruchung entgegengesetzt gerichtet ist.The invention further relates to a method for the manufacture development of an optical fiber ribbon, in which several light waveguide enclosed by a common covering who and which is characterized in that at least one Part of the optical fiber when bending the common order case with a mechanical pre-stress be that the wrapping is so stuck on the light waveguides is applied that the mechanical Vorbean remains at least partially maintained and that the direction of the preload is chosen such that it the direction of the further processing of the Lichtwel against the load is directed.

Die Erfindung betrifft auch ein Lichtwellenleiterbändchen mit mehreren, in einer gemeinsamen Umhüllung enthaltenen Licht wellenleitern, welches gekennzeichnet ist durch eine Vorspan nung der Lichtwellenleiter derart, daß weiter außen liegende Lichtwellenleiter eine Druckvorspannung aufweisen und weiter innen bzw. in der Mitte liegende Lichtwellenleiter eine Zug vorspannung aufweisen.The invention also relates to an optical fiber ribbon several light contained in a common envelope waveguides, which is characterized by a preload voltage of the optical fibers in such a way that further out Optical waveguides have a pressure preload and on optical fibers lying inside or in the middle of a train have pre-tension.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprü chen wiedergegeben.Other developments of the invention are in the dependent claims Chen reproduced.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend an hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention and its developments are described below hand explained in more detail by drawings. It shows

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein in helixförmig verlaufender Bahn angeordnetes Lichtwellenleiterbänd chen nach der Erfindung, Fig. 1 is a perspective view of a valve disposed in helically extending web Lichtwellenleiterbänd surfaces according to the invention,

Fig. 2 ein Diagramm über die Kräfteverteilung für das Bänd chen nach Fig. 1, Fig. 2 is a diagram over the force distribution for the Bänd chen according to Fig. 1,

Fig. 3 den Drehwinkel in Abhängigkeit von der Verseilstei gung, Fig. 3 supply the rotational angle in dependence on the Verseilstei,

Fig. 4 eine Einrichtung für die Herstellung eines Lichtwel lenleiterbändchens nach der Erfindung, Fig. 4 shows a device for the manufacture of a Lichtwel lenleiterbändchens according to the invention,

Fig. 5 ein Diagramm für die Kräfteverteilung eines nach Fig. 4 hergestellten Lichtwellenleiterbändchens und FIG. 5 shows a diagram for the force distribution of an optical waveguide ribbon produced according to FIG. 4 and

Fig. 6 ein optisches Kabel, das mit Lichtwellenleiterbänd chen nach der Erfindung aufgebaut ist. Fig. 6 is an optical cable, which is constructed with optical waveguide bands according to the invention.

In Fig. 1 ist ein kreiszylindrischer Trägerkörper CE1 vorge sehen, der einen Radius r aufweist. Auf diesem Trägerkörper ist ein Lichtwellenleiterbändchen LB1 in einer schrauben linienförmigen Bahn aufgewickelt, welches zwölf Lichtwellen leiter LW1-LW12 enthält. Diese Lichtwellenleiter sind in einer Linie nebeneinander angeordnet und von einer gemeinsa men Umhüllung UH umschlossen. Die Schlaglänge des so aufge brachten Lichtwellenleiterbändchens LB1 ist mit s bezeichnet.In Fig. 1, a circular cylindrical support body CE1 is easily seen, which has a radius r. On this carrier body, an optical fiber ribbon LB1 is wound in a helical linear path, which contains twelve optical fibers LW1-LW12. These optical fibers are arranged in a line next to each other and enclosed by a common UH envelope. The lay length of the fiber optic ribbon LB1 thus applied is denoted by s.

In Fig. 2 ist in einem Diagramm die Dehnung d in Prozent für die einzelnen Lichtwellenleiter LW1-LW12 dargestellt, wie sie bei einer Anordnung nach Fig. 1 eintritt. Die ausgezo gene Kurve K500 gibt die Dehnung wieder, welche sich bei einer Schlaglänge oder Verseilsteigung s = 500 mm des Licht wellenleiterbändchens LB1 ergibt. Die Kurve K200 zeigt die Dehnung der einzelnen Lichtwellenleiter LW1-LW12 bei einer kürzeren Verseilsteigung von s = 200 mm. In beiden Fällen ist ein Verseilradius von r = 7,6 mm zugrundegelegt. Die Breite des Bändchens beträgt 3,2 mm. FIG. 2 shows the expansion d in percent for the individual optical fibers LW1-LW12 in a diagram, as occurs in an arrangement according to FIG. 1. The extended curve K500 shows the elongation which results from a lay length or twist pitch s = 500 mm of the optical fiber ribbon LB1. Curve K200 shows the elongation of the individual optical fibers LW1-LW12 with a shorter stranding pitch of s = 200 mm. In both cases, a stranding radius of r = 7.6 mm is used. The width of the ribbon is 3.2 mm.

Der Zusammenhang zwischen der Verseilsteigung s in mm und dem Drehwinkel Φ/m ist in Fig. 3 gezeigt. Daraus ergibt sich, daß für die Verseilsteigung s = 0 mm und für die Verseilstei gung s = ∞ der Drehwinkel Φ/m jeweils 0 ist, während sich bei einer Verseilsteigung von s ≈ 50 mm etwa ein Maximum für Φ/m ausbildet. Man erkennt daraus, daß für die gängigen Ver seilsteigungen etwa im Bereich zwischen 100 und 500 mm erheb liche Drehwinkel Φ/m auftreten und dementsprechend auch nicht unerhebliche Beanspruchungen der Lichtwellenleiter.The relationship between the stranding pitch s in mm and the angle of rotation Φ / m is shown in FIG. 3. This means that for the stranding pitch s = 0 mm and for the stranding pitch s = ∞ the angle of rotation Φ / m is 0, while with a stranding pitch of s ≈ 50 mm a maximum is formed for Φ / m. It can be seen from this that considerable rotation angles Φ / m occur for the common rope gradients approximately in the range between 100 and 500 mm and accordingly not inconsiderable stresses on the optical waveguides.

Wie sich aus dem Verlauf der Kurve K500 nach Fig. 2 ergibt, werden bei einem helixförmigen Verlauf gemäß Fig. 1 die äußeren Lichtwellenleiter LW1, LW2 sowie LW11 und LW12 ge dehnt und die inneren (LW4-LW9) gestaucht. Die Lichtwellenleiter LW3 und LW10 sind praktisch spannungsfrei. Bei den beiden äußeren Lichtwellenleitern LW1 und LW12 des Bändchens LB1 sind die Zugspannungen durch die Pfeile SP1 und SP12 an gedeutet. Bei den Lichtwellenleitern LW4 und LW9 sind die Druckspannungen durch Pfeile SP4 und SP9 wiedergegeben.As is apparent from the shape of the curve K500 according to Fig. 2, the external light waveguide LW1, LW2 and LW11 and LW12 ge be at a helix-shaped course shown in Fig. 1 expands compressed and the inner (LW4-LW9). The LW3 and LW10 fiber optic cables are practically voltage-free. The tensile stresses of the two outer optical fibers LW1 and LW12 of the ribbon LB1 are indicated by the arrows SP1 and SP12. With the optical fibers LW4 and LW9, the compressive stresses are represented by arrows SP4 and SP9.

Würde man die Verseilsteigung mit s = 200 mm wählen, dann würde sich ein Kurvenverlauf entsprechend der Kurve K200 er geben. Dieser Kurvenverlauf K200 hätte natürlich eine wesent lich größere Dehnung und damit wesentlich größere Zugkräfte bei den äußeren Lichtwellenleitern LW1, LW2 sowie LW11 und LW12 zur Folge und entsprechend ebenfalls wesentlich größere Stauchungen und damit Druckkräfte bei den inneren Lichtwel lenleitern LW4-LW9. Die Ursache liegt einfach darin, daß der Verseilwinkel Φ/m nach Fig. 3 für eine Steigung s = 200 mm wesentlich größer ist, als derjenige für einen eine Ver seilsteigung s = 500 mm.If one were to choose the twisting pitch with s = 200 mm, then a curve would result according to curve K200. This curve course K200 would of course result in a significantly greater elongation and thus significantly greater tensile forces for the outer fiber optic cables LW1, LW2 as well as LW11 and LW12, and correspondingly also significantly larger compressions and thus compressive forces for the inner fiber optic cables LW4-LW9. The reason is simply that the stranding angle Φ / m according to FIG. 3 for a slope s = 200 mm is significantly larger than that for a rope slope s = 500 mm.

Die Dehnung und mechanischen Beanspruchung wird um so größer, je mehr Lichtwellenleiter innerhalb eines Lichtwellenleiter bändchens LB1 angeordnet sind, weil sich dadurch die seitli che Ausdehnung (Breite) des Lichtwellenleiterbändchen LB1 entsprechend vergrößert und damit auch die mechanische Bean spruchung der Lichtwellenleiter.The elongation and mechanical stress is all the greater the more optical fibers within an optical fiber Ribbon LB1 are arranged because the side che extension (width) of the optical fiber ribbon LB1 enlarged accordingly and thus also the mechanical bean stress on the optical fibers.

Zur Abhilfe gegenüber diesen unerwünschten mechanischen Bean spruchungen der Lichtwellenleiter innerhalb des Lichtwellen leiterbändchens LB1 ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Lichtwellenleiter bevor sie in die in Fig. 1 dargestellte gekrümmte Bahn gebracht werden mit einer Vorspannung beauf schlagt sind, welche der durch die Führung in der gekrümmten, eine Torsion ergebenden helixförmigen Bahn verursachten Bean spruchung entgegengesetzt gerichtet ist. Um dies zu verdeut lichen, sind in Fig. 1 in der Fluchtlinie der Lichtwellen leiter LW1, LW4, LW9 und LW12 jeweils die Kräftepfeile SP1 und SP12 für die Zugspannungen auf den Lichtwellenleiter LW1 und LW12 sowie die Pfeile SP4 und SP9 für die Druckspannungen bei den Lichtwellenleiter LW4 und LW9 eingetragen.To remedy these undesirable mechanical stresses of the optical waveguide within the optical waveguide ribbon LB1, the invention provides that the optical waveguides before they are brought into the curved path shown in FIG. 1 are biased with a bias which the by the guide in the curved , a torsional helix-shaped strain caused stress is directed in the opposite direction. To clarify this, in Fig. 1 in the line of alignment of the optical fibers LW1, LW4, LW9 and LW12, the force arrows SP1 and SP12 for the tensile stresses on the optical fibers LW1 and LW12 and the arrows SP4 and SP9 for the compressive stresses in the Optical fibers LW4 and LW9 entered.

Wenn der Lichtwellenleiter LW1 mit einer Druckspannung vorbe aufschlagt wird, die in Fig. 1 und Fig. 2 durch den Pfeil PP1 angedeutet ist, dann wird die durch den gekrümmten Bahn verlauf erzeugte Zugspannung SP1 durch die entgegengesetzte Druckvorspannung PP1 ganz oder zumindest zum Teil kompen siert, so daß die resultierende Beanspruchung des Lichtwel lenleiters LW1 wesentliche geringer bzw. im exakten Fall so gar praktisch zu Null gemacht wird. Das gleiche gilt für den Lichtwellenleiter LW12, wo durch eine Druckvorspannung PP12 die infolge der gekrümmten Bahn auftretende Zugspannung SP12 ganz oder teilweise durch einen Druckvorspannung PP12 kompen siert wird.Is aufschlagt when the light waveguide LW1 vorbe with a compressive stress, which is indicated by the arrow PP1 in Fig. 1 and Fig. 2, then the Siert compen through the curved path extending generated tension SP1 by the opposite pressure bias PP1 completely or at least partly , so that the resulting stress on the optical waveguide LW1 is made significantly lower or, in the exact case, practically zero. The same applies to the optical waveguide LW12, where the tensile stress SP12 occurring as a result of the curved path is compensated in whole or in part by a compressive preload PP12 by means of a compressive preload PP12.

Bei den Lichtwellenleitern LW4 und LW9 treten infolge der ge krümmten Bahnführung des Lichtwellenleiterbändchens LB1 Druckspannungen SP4 und SP9 auf, die ebenfalls ganz oder teilweise kompensierbar sind, und zwar dadurch, daß die Lichtwellenleiter LW4 und LW9 mit einer Zugvorspannung PP4 und PP9 vorbeaufschlagt werden. With the optical fibers LW4 and LW9 occur due to the ge curved path of the optical fiber ribbon LB1 Compressive stresses SP4 and SP9, which are also entirely or are partially compensable, in that the Optical fibers LW4 and LW9 with a tension preload PP4 and PP9 can be pre-charged.

Der grundlegende Gedanke hinsichtlich der Kompensation der durch den gekrümmten Bahnverlauf bewirkten Beanspruchungen innerhalb eines Lichtwellenleiterbändchens besteht also darin, den einzelnen Lichtwellenleitern oder zumindest einem Teil von ihnen, insbesondere den am meisten mechanisch bean spruchten eine derartige entgegengesetzt gerichtete Vorspan nung PP1-PP12 aufzuprägen, daß im Endzustand (d. h. bei der Anordnung des Lichtwellenleiterbändchens in der Kabelseele) die resultierende mechanischen Beanspruchungen der Lichtwel lenleiter verringert oder weitgehend beseitigt werden.The basic idea regarding the compensation of the stresses caused by the curved path inside an optical fiber ribbon in the individual optical fibers or at least one Part of them, especially the most mechanically bean said such an opposing bias PP1-PP12 that in the final state (i.e. in the Arrangement of the fiber optic ribbon in the cable core) the resulting mechanical stresses in the light world lenleiter be reduced or largely eliminated.

Es ist im übrigen nicht notwendig, daß alle Lichtwellenleiter innerhalb eines Lichtwellenleiterbändchens mit entsprechenden Vorspannungen beaufschlagt sind. Beispielsweise liegen, wenn man ein Bändchen mit zwölf Lichtwellenleitern zugrunde legt, jeweils der 3. und der 10. Lichtwellenleiter LW3 und LW10 in einem Bereich, in dem nur sehr geringe bzw. unter Umständen sogar gar keine mechanischen Beanspruchungen auftreten. Ähn liches gilt beispielsweise bei einem Bändchen mit 16 Licht wellenleitern bei dem die Lichtwellenleiter Nr. 3, 4 und 5 sowie Nr. 12, 13, 14 mechanisch nur sehr wenig beansprucht werden, während die ganz außen liegenden Lichtwellenleiter (Nr. 1, 2 sowie 15, 16) und die innen (d. h. mehr in der Mitte) verlaufenden Lichtwellenleiter Nr. 6-11 wesentlich höhere mechanische Beanspruchungen durch den gekrümmten Bahn verlauf erfahren. Es genügt also unter Umständen bereits, bei einem Bändchen mit 16 Lichtwellenleitern die Lichtwellenlei ter Nr. 1 und 2, 6 bis 11 sowie 14 und 16 mit entsprechenden mechanischen Vorspannungen zu beaufschlagen, während die üb rigen Lichtwellenleiter ohne mechanische Vorspannung inner halb des Bändchens angeordnet werden können. Allgemein ausge drückt sollten also zumindest die äußersten und die innersten (mittleren) Lichtwellenleiter innerhalb eines Lichtwellenlei terbändchens mit einer entsprechenden mechanischen Vorspan nungen versehen werden, die sich kompensierend auf die z. B. beim Verseilvorgang entstehende Beanspruchung durch die ge krümmte Bahnführung auswirken, d. h. die innen liegenden Lichtwellenleiter weisen Zugvorspannungen, die außen liegen den Lichtwellenleiter Druckvorspannungen auf.It is not necessary, moreover, that all optical fibers within an optical fiber ribbon with corresponding Preloads are applied. For example, if you use a ribbon with twelve optical fibers, the 3rd and 10th optical fibers LW3 and LW10 in an area in which only very little or possibly there are no mechanical stresses at all. Similar This applies, for example, to a ribbon with 16 lights waveguides in which the optical fibers No. 3, 4 and 5 and No. 12, 13, 14 mechanically only very little stressed be while the very outer fiber optic (Nos. 1, 2 and 15, 16) and the inside (i.e. more in the Middle) running optical fiber No. 6-11 essential higher mechanical loads due to the curved track experienced history. So it may already be enough for a ribbon with 16 fiber optic cables ter Nos. 1 and 2, 6 to 11 and 14 and 16 with corresponding to apply mechanical preloads while the usual optical fiber without mechanical pre-tensioning can be arranged half of the ribbon. Generally out so should press at least the outermost and the innermost (middle) optical fiber within an optical fiber Ribbon with an appropriate mechanical preload are provided that compensate for the z. B. stress caused by the ge during the stranding process impact curved path, d. H. the inside Optical fibers have tensile pretensions that are on the outside the fiber optic compressive stresses.

In Fig. 4 ist eine Einrichtung dargestellt, mit der ein Lichtwellenleiterbändchen LB1 entsprechend Fig. 1 herge stellt werden kann. Die einzelnen mit einer Schutzschicht (Coating) versehenen Lichtwellenleiter sind auf Vorratsspulen VS1-VS12 angeordnet und werden von diesen über Bremsein richtungen BR1 bis BR12 mittels einer Abzugseinrichtung AZ abgezogen und zu einer z. B. Umhüllungs- oder Beschichtungs einrichtung UE zugeführt. Dort wird die die Lichtwellenleiter fest umschließende Umhüllung UH nach Fig. 1 aufgebracht und noch vor dem Aufwickelprozeß ausgehärtet. FIG. 4 shows a device with which an optical waveguide ribbon LB1 according to FIG. 1 can be produced. The individual with a protective layer (coating) provided fiber optic cables are arranged on supply coils VS1-VS12 and are withdrawn from these via Bremsein devices BR1 to BR12 by means of a trigger device AZ and z. B. coating or coating device UE supplied. There the covering UH firmly enclosing the optical waveguide according to FIG. 1 is applied and cured before the winding process.

In den Bremseinrichtungen BR1-BR12 werden die einzelnen Lichtwellenleiter LW1-LW12 unterschiedlichen Zugspannungen unterworfen, die in Fig. 5 für die einzelnen Lichtwellenlei ter dargestellt sind. Auf der Vertikalachse ist die jeweilige Zugkraft PT in cN aufgetragen. Der Verlauf der Kurve K500* entspricht in etwa dem Verlauf der Kurve K500* nach Fig. 2. Dies bedeutet, daß die beiden äußersten liegenden Lichtwel lenleiter LW1 und LW12 nur eine geringe Zugspannung PZ1, PZ12 von etwa 20 cN erhalten, während die beiden in der Mitte lie genden Lichtwellenleiter LW6 und LW7 eine Vorspannung von 26 cN aufweisen. Die Lichtwellenleiter LW4 und LW9 weisen einen Zugspannung PZ4 bzw. PZ9 auf. Die Bremseinrichtungen BR1 bis BR12 sind somit generell auf unterschiedliche Zugspannungen eingestellt, derart, daß die jeweils außen liegenden Licht wellenleiter mit einer geringeren Zugspannung, die innen lie genden Lichtwellenleiter LW2, LW3 mit einer größeren Zug spannung beaufschlagt werden.In the braking devices BR1-BR12, the individual optical fibers LW1-LW12 are subjected to different tensile stresses, which are shown in FIG. 5 for the individual optical fibers. The respective tensile force PT is plotted in cN on the vertical axis. The course of curve K500 * corresponds approximately to the course of curve K500 * according to FIG. 2. This means that the two outermost optical waveguides LW1 and LW12 receive only a low tensile stress PZ1, PZ12 of approximately 20 cN, while the two in the center lying fiber optic cables LW6 and LW7 have a preload of 26 cN. The optical fibers LW4 and LW9 have a tensile stress PZ4 and PZ9. The braking devices BR1 to BR12 are thus generally set to different tensile stresses, such that the respective outer optical waveguides are subjected to a lower tensile stress, and the inner optical waveguides LW2, LW3 are subjected to a greater tensile stress.

Die Aufbringung der alle Lichtwellenleiter umschließenden Um hüllung UH erfolgt so, daß diese fest auf den einzelnen Lichtwellenleitern aufsitzt und diese sich somit gegenüber der Umhüllung UH nicht bewegen (d. h. nicht hindurchgleiten) können. Wenn es nach der Abzugseinrichtung AZ und nach dem Aushärten der Umhüllung UH zu einer Entspannung des Bändchens LB1 kommt, dann entsteht durch diesen Entspannungsprozeß eine mittlere resultierende Gesamtkraft beim Bändchen LB1, die in Fig. 5 mit PR bezeichnet ist. Die Bremskräfte BR1-BR12 werden so gewählt, daß sich ein Kurvenverlauf entsprechen K500* ergibt, der dem der Kurve K500* in Fig. 2 entspricht, die durch Spiegelung der Kurve K500 an der dortigen Nullinie NU entsteht. Dies hat zur Folge, daß z. B. auf die Lichtwel lenleiter LW1 und LW12 im erkalteten, verfestigten und ent spannten Lichtwellenleiterbändchen LB1 eine Druckspannung von der Größe PR-PZ1 bzw. PR-PZ12 ausgeübt wird. Diese Druckspannung entspricht dem Wert PP1 und PP12 nach Fig. 1 und 2.The application of all the optical waveguides around the envelope UH takes place in such a way that it sits firmly on the individual optical fibers and thus they cannot move (ie cannot slide through) relative to the envelope UH. If the ribbon LB1 is released after the take-off device AZ and after the covering UH has hardened, then this relaxation process results in an average resulting total force in the ribbon LB1, which is designated PR in FIG. 5. The braking forces BR1-BR12 are selected so that a curve corresponding to K500 * results, which corresponds to curve K500 * in FIG. 2, which is produced by mirroring curve K500 at the zero line NU there. This has the consequence that z. B. on the Lichtwel lenleiter LW1 and LW12 in the cooled, solidified and ent tensioned fiber optic ribbon LB1 a compressive stress of the size PR-PZ1 and PR-PZ12 is exerted. This compressive stress corresponds to the value PP1 and PP12 according to FIGS . 1 and 2.

Dagegen sind die Zugkräfte PZ4 und PZ9 bei den Lichtwellen leitern LW4 und LW9 größer als die resultierende Gesamtkraft PR, so daß die Differenzkraft PR-PZ4 bzw. PR-PZ9 einer Zugspannung entspricht, die der Zugvorspannung SP4 bzw. SP9 nach Fig. 1 und 2 gleichzusetzen ist.In contrast, the tensile forces PZ4 and PZ9 in the optical fibers LW4 and LW9 are greater than the resulting total force PR, so that the differential force PR-PZ4 or PR-PZ9 corresponds to a tensile stress that corresponds to the tensile preload SP4 or SP9 according to FIGS . 1 and 2 is to be equated.

Ein so hergestelltes Lichtwellenleiterbändchen LB1 weist so mit zumindest einen Anteil von mit einer Vorspannung versehe nen einzelnen Lichtwellenleitern auf, wobei diese Vorspannung hinsichtlich ihrer Richtung umgekehrt ist zu der Beanspru chung, wie sie das Lichtwellenleiterbändchen bei weiteren Be arbeitungsvorgängen, insbesondere bei einer Verseilung, einer Torsion oder dergleichen erfährt. Da es im allgemeinen be kannt ist, für welchen Einsatz (d. h. welche Schlaglängen, welche Verseilradien usw.) ein Lichtwellenleiterbändchen vor gesehen ist, kann bereits bei der Herstellung des Lichtwel lenleiterbändchens auf die künftigen Beanspruchungen infolge der gekrümmten z. B. helixförmigen Führung der Lichtwellenlei terbändchen in der Kabelseele Rücksicht genommen werden.An optical waveguide ribbon LB1 produced in this way points in this way with at least a portion of preloaded NEN individual optical fibers, this bias in terms of their direction is the opposite of the claim How they use the optical fiber ribbon in further loading operations, especially in the case of stranding, a Undergoes torsion or the like. Since it is generally be is known for which application (i.e. which lay lengths, which strand radii etc.) a fiber optic ribbon is seen can already in the manufacture of the Lichtwel conductor strip on future stresses as a result the curved z. B. helical guidance of the Lichtwellenlei tape in the cable core.

In den meisten Fällen wird es jedoch genügen mit einer "mittleren" Vorspannung der einzelnen Lichtwellenleiter zu arbeiten, weil ja auf jeden Fall eine kompensatorische Wir kung durch die entgegengesetzte Richtung zwischen Vorspannung einerseits und Beanspruchung infolge der gekrümmten Bahn an dererseits eintritt. Selbst bei nicht exakter Kompensation von Vorspannung einerseits und Beanspruchungen infolge der gekrümmten Bahn andererseits enthält das Lichtwellenleiter bändchen auf jeden Fall im Endzustand (d. h. z. B. in der fer tigen Kabelseele) weniger beanspruchte Lichtwellenleiter als wenn ohne eine Vorspannung gearbeitet würde. Die eventuell nach der Kompensation noch verbleibende Restspannung bei den Lichtwellenleitern liegt zweckmäßig unter einem sehr niedrig gehaltenen Grenzwert. Dieser Grenzwert beträgt nur einen Bruchteil der sonst maximalen Beanspruchung der am meisten beanspruchten Lichtwellenleiter LW1, LW12 bzw. LW6 und LW7.In most cases, however, one will suffice "Medium" bias of the individual optical fibers too work because in any case a compensatory we kung by the opposite direction between preload on the one hand and stress due to the curved path on the other hand occurs. Even with inexact compensation of preload on the one hand and stresses due to the curved path on the other hand contains the optical waveguide definitely in the final state (i.e. e.g. in the remote cable core) less stressed optical fibers than if you were working without a preload. The possibly after the compensation, residual voltage remaining in the Optical fibers are suitably below a very low held limit. This limit is only one Fraction of the otherwise maximum stress of the most claimed optical fibers LW1, LW12 or LW6 and LW7.

In Fig. 6 ist der Aufbau eines optischen Kabels QC schema tisch dargestellt, in dessen Zentrum ein zugfestes Element (z. B. Stahlseil) CT6 angeordnet ist. Auf einer darauf aufge brachten Kunststoffschicht CE6 (vergleichbar mit dem zylin drischen Körper CE1 in Fig. 1) sind in zwei geschlossenen Lagen u-förmige Kammerkörper UC1 und UC2 aufgeseilt, wobei in jeder Lage zur Vereinfachung der Darstellung nur jeweils ein Kammerkörper gezeichnet ist. In jedem der Kammerkörper ist ein Stapel von Lichtwellenleiterbändchen angeordnet, die je weils den z. B. in Fig. 1 dargestellten Aufbau haben können. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß jeweils drei Lichtwellenleiterbändchen LB1, LB2 und LB3 zur einem Licht wellenleiterstapel zusammengefaßt und in das zugehörige u- förmige Kammerelement z. B. UC2 eingelegt sind. Außen auf den u-förmigen Kammerelementen ist jeweils eine Bewicklung oder dergleichen BW1 bzw. BW2 angebracht und das Kabel ist außen durch einen ein- oder mehrschichtigen Außenmantel MA ge schützt. Die erfindungsgemäßen Lichtwellenleiterbändchen kön nen natürlich auch in allen anderen bekannten Konstruktionen optischer Kabel eingesetzt werden.In Fig. 6, the structure of an optical cable QC is shown schematically, in the center of which a tensile element (e.g. steel cable) CT6 is arranged. On an applied plastic layer CE6 (comparable to the cylindrical body CE1 in Fig. 1), U-shaped chamber bodies UC1 and UC2 are roped in two closed layers, only one chamber body being drawn in each position to simplify the illustration. In each of the chamber body, a stack of optical fiber tapes is arranged, each because the z. B. may have the structure shown in Fig. 1. In the present example, it is assumed that three optical waveguide tapes LB1, LB2 and LB3 are combined to form a light waveguide stack and are inserted into the associated U-shaped chamber element, for. B. UC2 are inserted. On the outside of the u-shaped chamber elements, a winding or the like BW1 or BW2 is attached and the cable is protected on the outside by a single or multi-layer outer sheath MA. The optical waveguide tapes according to the invention can of course also be used in all other known constructions of optical cables.

Claims

1. Optical cable (OC) with at least one Lichtwellenlei terbändchen (LB1), which contains several of a common sheath (UH) enclosed optical fiber (LW1-LW12) and which is arranged in a torsional path in the cable, characterized in that At least some of the optical fibers in the common sheathing (UH) are subjected to a mechanical pretension (PP1-PP12), the direction of which is selected such that it corresponds to the direction of the stress caused by the guide in the web (SP1-SP4) is directed in the opposite direction.

2. Optical cable according to claim 1, characterized, that arranged inside the common envelope (UH) neten outer optical fiber (LW1, LW12) with a pressure preload (PP1, PP12) are applied.

3. Optical cable according to one of the preceding claims, characterized, that within the envelope further inside or towards the center horizontal fiber optic cable (LW4-PW9) with a tension leader voltage (PP4, PP9).

4. Optical cable according to one of the preceding claims, characterized, that the voltage distribution in the optical fibers (LW1-LW12) in the optical fiber ribbon (LB1) is selected so that the optical fibers (LW1-LW12) after twisting or Most of the stranding of the fiber optic ribbon (LB1) are free of tensile and compressive stresses, or the remaining ones residual stress is below a limit that is only a fraction of the stress that occurs without pretension chung is.

5. Process for producing an optical fiber ribbon (LB1), in which several optical fibers (LW1-LW12) from be enclosed in a common envelope (UH), characterized, that at least part of the optical fibers when applied the common envelope (UH) with a mechanical pre stress (PP1-PP12) that the envelope tion (UH) so stuck on the optical fibers (LW1-LW12) is applied that the mechanical Vorbeanspru chung is at least partially maintained, and that the Direction of the preload is chosen such that it is the Direction of processing the light wave tape (LB1) occurring stress (SP1-SP12) is directed in the opposite direction.

6. Optical fiber ribbon with several in one men cladding (UH) contained optical fiber (LW1-LW12) marked by a bias of the optical fibers (LW1-LW12) in such a way that further lying optical fibers (LW1, LW12) one Have pressure preload and further inside or in the middle lying fiber optic cables (LW6, LW7) a tension exhibit.